antriebstechnik 3/2017
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Mehrmotorenantriebssysteme –<br />
intelligente Betriebsstrategie<br />
01 Schematische Darstellung der Struktur einer intelligenten Betriebsstrategie für Mehrmotorenantriebssysteme<br />
Mehrmotorenantriebssysteme stellen einen möglichen<br />
Lösungsansatz dar, um dem marktseitig steigenden<br />
Bedarf an kundenindividuellen Antriebssystemen<br />
Rechnung zu tragen und gleichzeitig die interne<br />
Variantenvielfalt eines Antriebstechnikherstellers<br />
gering zu halten. Gegenüber konventionellen<br />
Einzelmotorantriebssystemen besitzt diese<br />
Antriebssystemklasse erweiterte Freiheitsgrade,<br />
welche während des Betriebs berücksichtigt werden<br />
müssen. Daher sind Betriebsstrategien erforderlich, die<br />
eine gewinnbringende Nutzung der Freiheitsgrade und<br />
einen hohen Anwenderkomfort ermöglichen.<br />
Mehrmotorenantriebssysteme (MMDS) unterscheiden sich von<br />
konventionellen Einzelmotorantriebssystemen (SMDS) durch<br />
die gleichzeitige Verwendung von zwei oder mehr Motoren, die gemeinsam<br />
einen Arbeitsprozess antreiben (Bild 01). Diese Struktur<br />
führt zu Betriebseigenschaften und Betriebsfreiheitsgraden, welche<br />
bei SMDS nicht in Erscheinung treten und für deren gezielte Nutzung<br />
neuartige Betriebsstrategien erforderlich sind.<br />
Der vorliegende Beitrag stellt eine mögliche Variante einer solchen<br />
Betriebsstrategie für MMDS vor. Ihr Ziel ist die gleichzeitige<br />
Maximierung der Antriebssystemenergieeffizienz und des Anwenderkomforts.<br />
Ein hoher Anwenderkomfort ist dabei nach Beitrag 1<br />
dieser Artikelreihe durch eine hohe Autonomie der Freiheitsgradkoordination<br />
gekennzeichnet, sodass der Anwender selbst kaum<br />
oder gar kein Vorwissen über den Arbeitsprozess für den optimalen<br />
Betrieb des Antriebssystems benötigt. Im Folgenden werden die<br />
bereits in Beitrag 1 eingeführten Freiheitsgrade der Drehmomentverteilung<br />
und der elektrischen Rekonfigurierbarkeit eines MMDS<br />
allgemein motiviert und detailliert erläutert. Der zweite Abschnitt<br />
stellt darauf aufbauend die Struktur einer Betriebsstrategie vor. Anschließend<br />
wird diese durch die Integration eines neuronalen Netzes<br />
zu einer intelligenten Betriebsstrategie erweitert. Im dritten Abschnitt<br />
des Beitrags werden die theoretischen Ergebnisse experimentell<br />
nachgewiesen. Hierzu werden der aus Beitrag 2 bekannte<br />
Prüfstand und der bereits in Beitrag 1 vorgestellte Kautschukmischprozess<br />
verwendet. Den Abschluss bildet ein Ausblick auf die weiteren<br />
Forschungstätigkeiten zu MMDS.<br />
Annahmen und Randbedingungen<br />
Uwe Brückner, M.Sc. und Malte Strop, M.Sc. sind Wissenschaftliche<br />
Mitarbeiter am Lehrstuhl für Konstruktions- und Antriebstechnik (KAt)<br />
der Universität Paderborn<br />
Prof. Dr.-Ing. Detmar Zimmer ist Inhaber des Lehrstuhls für<br />
Konstruktions- und Antriebstechnik (KAt) der Universität Paderborn<br />
Für die im weiteren Verlauf vorgestellten Berechnungen und Überlegungen<br />
gelten die folgenden Annahmen und Randbedingungen:<br />
n Für das MMDS werden ausschließlich Asynchronmaschinen (ASM)<br />
verwendet. Diese sind über ein Sammelgetriebe mit konstanter<br />
Übersetzung miteinander verkoppelt (siehe Beitrag 1).<br />
n Die mechanische Verbindung zwischen den Motoren kann als<br />
74 <strong>antriebstechnik</strong> 3/<strong>2017</strong>
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