Temperaturmesstechnik für Elektromotoren – Ihre Lösung für die Fahrzeugerprobung und Prüfstandsmessungen

Ob Prüfstand oder Fahrbetrieb, die hohe Leistungsdichte moderner Elektroantriebe für Hybrid- und rein elektrisch betriebene Fahrzeuge stellt höchste Anforderungen an die Temperaturmesstechnik im Rotor. Sie dient der präzisen und zuverlässigen Erfassung des Temperaturprofils des Motors in allen Betriebssituationen. Auf Basis dieser Daten können Entwickler und Konstrukteure sicherstellen, dass in allen Fahrzuständen keine kritischen Temperaturen erreicht werden.

Anspruchsvoll: Störungsfreie und zuverlässige Temperaturtelemetrie für E-Maschinen

Beim Einsatz von Temperaturmesstechnik im „Herzen“ des Elektromotors kommen Faktoren zusammen, die höchste Ansprüche an die Mess- und Übertragungstechnik stellen: hohe Temperaturen, hohe Drehzahlen, starke elektromagnetische Einflüsse und nicht zuletzt ein eng begrenzter Bauraum. Hier kommen die Stärken der MANNER Sensortelemetrie voll zum Tragen: Temperaturfestigkeit bis 200 °C, hohe elektromagnetische Robustheit, Ölfestigkeit und kompakter Aufbau und höchste Drehzahlen bis zu 30.000 Umdr./min die so nur aus der Luftfahrtindustrie bekannt waren.

Abbildung 2: Rotor und Stator einer 6-kanaligen Elektromotortemperaturtelemetrie

Vom Anfahren über die Beschleunigung bis hin zu Bergfahrten: die Temperaturkontrolle ist mit entscheidend für die Betriebssicherheit in der späteren Serienproduktion. Denn die  Permanentmagnetisierung moderner, auf Seltene-Erden-Magneten basierender Elektroantriebe, darf zu keiner Zeit durch Überschreitung des Curie-Punktes gefährdet werden.

Die Erfassungseinheit und die Telemetrie-Bausteine von MANNER messen unter härtesten Einsatzbedingungen zuverlässig und präzise auf 1 °C genau. Nach Wunsch sogar digital kompensiert auf <0,2 °C Abweichung vom Messwert.

Komfort und Robustheit: der Sensor und Datenübertragung

Beim Einsatz von MANNER-Technologien für Temperaturmessungen in E-Antrieben können wahlweise jegliche Thermoelemente (Typ J, K etc.) oder alternativ auch Pt100-Temperaturfühler, zum Einsatz kommen. Sehr kleine Zugangsöffnungen erlaubt dabei die Anwendung eines nur 0,5 mm starken, biegsamen Mantelthermoelements, für das der Zugangsweg präzise erodiert wird. Durch diese Öffnung wird das Thermoelement bis zum gewünschten Messpunkt im Inneren des Antriebs geführt und eingeklebt.

Die Rotortelemetrie ist Robust gegen EMV und je nach Kundenwunsch für Drehzahlen bis 30.000 Umdr./min ausgelegt. Besonders hervorzuheben ist auch das flexible und kompakte Design der Telemetrie.

Je enger der Bauraum, der für die Applikation zur Verfügung steht, desto bedeutsamer ist die passgenaue und raumsparende Konstruktion des Telemetriegehäuses. Die Miniaturtelemetriebausteine und  Technologien und Systeme von MANNER erlauben die modulare Integration der Telemetrien in Rotoren jeglicher Geometrie. Damit das Gehäuse optimal an jeden Rotor und jede Einbausituation angepasst werden kann, konstruiert MANNER jedes Gehäuse bei Bedarf applikationsspezifisch.

Die Messdaten werden noch in der Rotortelemetrie digitalisiert und mit dem MANNER bewährten Telemetriedatenübertragsverfahren zur miniaturisierten Statoreinheit übergeben. Als Marktführer haben wir bis heute rund 500 Messtelemetrien für die Temperaturerfassung im Elektromotor namenhafter Automobilhersteller und Zulieferer nach kundenspezifischen Anforderungen konstruiert, produziert und getestet.

Das System löst Ihre Messaufgabe egal ob In-Situ verbaut oder direkt am Wickelkopf des Elektromotors.

 

Zuverlässig: die Datenerfassung und Auswertung

Die Messsignale des Thermoelements werden berührungslos erfasst und zur stationären Seite übertragen. Diese Messdaten können klassisch als Analogsignal mit 0 … ±10 V; 4…20mA oder auch als Digitalsignal über das CAN-Interface; EtherCAT oder Ethernet an das Datenerfassungssystem übergeben werden. Alle verwendeten MANNER Telemetrie-Bausteine sind temperaturfest bis 200 °C.

Auf Wunsch kann das Messignal direkt als Temperaturwert ausgegeben werden uns somit kein die komfortable und nahtlose Interpretation des Messlaufs realisiert werden.

 

Routiniert: das Engineering

Miniaturisierte, modulare Komponenten eröffnen dem MANNER Engineering-Team hohe Gestaltungsfreiheit bezüglich des Formfaktors des Sensorsignalverstärkers für die Integration des Verstärkergehäuses an seinem Einbauort im Rotor. Typisch für die Form des Gehäuses sind ring- oder patronenförmige Ausführungen.

Abbildung 3: Applizierte Temperaturrotortelemetrie 6-kanalig mit integrierter Rotorantenne in-Situ beim Elektromotor

 

Einzigartig: diese Vorteile verbindet nur MANNER

Maximale Robustheit für hohe Temperaturen und Drehzahlen. Optimale elektromagnetische Störfestigkeit. Routiniertes Engineering. Diese einzigartige Kombination von Vorteilen verleiht MANNER-Technologien eine führende industrielle Reife. Wartungsfrei und mit unbegrenzter Standzeit versorgen sie Entwickler und Konstrukteure zuverlässig mit präzisen Messwerten.

Seit mehr als 28 Jahren befasst sich das Unternehmen MANNER Sensortelemetrie mit berührungsloser Sensorsignaldatenübertragung aus Aggregaten und Wellen. Dabei lautet die Maxime: „Wo Andere Herausforderungen ablehnen, nehmen wir sie an. Lösungen für scheinbar unlösbare Problem finden — das ist das Markenzeichen des Unternehmens!“