Elektrische Antriebe

Der elektrische Antrieb ist heute schon weit verbreitet. Aufgrund des Klimawandels steigt der Stellenwert weiter. Klassische Verbrennungsmotoren werden durch elektrische Antriebe ersetzt. Neben der Verfügbarkeit und dem Wirkungsgrad ist die höhere Leistungsdichte (Leistung/eingebrachte Masse) eine der zentralen Anforderungen an die Entwicklung neuer elektrischer Maschinen. Die Realisierung dieser Anforderungen und die Lieferzeiten im internationalen Wettbewerb sind wachsende Herausforderungen für klassische Produktionsstandorte. Um weiter wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen deshalb disruptive Ansätze gefunden werden, die elektrische Maschine von Grund auf neu zu gestalten und zu fertigen. Die Digitalisierung bietet hierfür enorme Chancen.

Im Mittelpunkt des elektrischen Antriebs steht der Elektromotor als Wandler von elektrischer in mechanische Energie. Der elektrische Antrieb findet sich in industriellen Anwendungen verschiedenster Branchen (Metall, Industrie, Bergbau, Energie, Marine/Schiffsbau, Öl & Gas). Vorteile des elektrischen Antriebs sind: Umweltfreundlichkeit, gute Transportierbarkeit der notwendigen Energie auch über große Entfernungen, guter Wirkungsgrad bei der Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie sowie hohe Verfügbarkeit.

Ziel des Forschungsprojekts »Elektrische Antriebe« ist es, die wettbewerbsfähige elektrische Maschine der Zukunft zu entwickeln. Die Forschungsergebnisse sollen auf verwandte Bereiche, wie zum Beispiel Bahnantriebe, angewendet werden. Am Fraunhofer IPK untersuchen wir den Einsatz digitaler Zwillinge für die Konstruktion und Herstellung von elektrischen Antriebskomponenten, entwickeln neue Technologien für deren additive Fertigung und definieren Prozesse für eine vorausschauende Wartung und Instandhaltung.  

Relevante Forschungsfragen

• Wie lassen sich mit durchgängig digitalisierter und automatisierter Produktionskette elektrische Antriebe ressourcenschonender herstellen?
• Lassen sich Bauteile für elektrische Antriebe auch im 3D-Druckverfahren herstellen?
• Wie kann ein digitaler Zwilling beim Kunden eine 100%ige Verfügbarkeit des elektrischen Antriebs garantieren?