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Rotationswandler

Der im Rahmen des EnAS-Projekts umgesetzte Rotationswandler soll eine gleichförmige und relativ langsame rotative Bewegung derart in elektrische Energie wandeln, dass für den Betrieb eines Sensors ausreichen Energie zur Verfügung steht, beispielsweise um die Bewegung eines Förderbands zu überwachen.

Im einfachsten Fall lässt sich ein relativ kleinbauender Schrittmotor als Generator verwenden. Die Drehung des Rotors verursacht im Inneren eine Änderung der Magnetfelddichten und somit die Induktion elektrischer Spannung in den Motorspulen.

Die Höhe der induzierten Spannung ist annähernd linear zur Umdrehungsgeschwindigkeit. Ist die Geschwindigkeit des Antriebs relativ gering, so lässt sich auch nur ein geringes Spannungsniveau am Ausgang des Generators erziehlen. Dieses ist mitunter sehr schwer sinnvoll nutzbar.

Um zumindest kurzzeitig höhere Spannungsspitzen zu erzeugen, wurde zwischen Antrieb und Generatorwelle eine Schraubenfeder angebracht. Das mechanische Rastmoment des Generators sorgt nun dafür, dass der Generator zunächst still steht. Erst nachdem das Rastmoment überwunden ist, bewegt sich der Generator ruckartig und mit hoher Geschwindigkeit. Diese Bewegung wird periodisch wiederholt.

Im Schrittmotor wird eine elektrische Spannung induziert. Die abgreifbare Spitzenspannung ist aufgrund der ruckartigen Bewegung des Motors relativ hoch, wird aber im Gegenzug nach jeder Spannungsspitze von einer Stillstandsphase unterbrochen.

Das vorgestellte Wirkprinzip kommt im Rotationssensor zur Fließbandüberwachung im EnAS-Demonstrator zum Einsatz.


Das beschriebene Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit unter dem Förderkennzeichen 01 MG 502 bis 506 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt des Internetauftritts liegt bei den Autoren. © EnAS