Projektstart E-SATstart

02.11.2020

Im November 2020 startete das Projekt E-SATstart (Förderkennzeichen (FKZ) 20M1908C), das in das Luftfahrtforschungsprogramm LuFo VI-1 eingegliedert ist. In diesem Verbundprojekt werden Schlüsseltechnologien für das elektrohybride Silent Air Taxi erforscht.

 

Der Schwerpunkt der am IEM geplanten Arbeiten liegt auf der Entwicklung eines luftfahrtzertifizierbaren Elektromotors und Umrichters. Um die sicherheitskritischen Aspekte im Bereich der Luftfahrt zu evaluieren, liegt der Fokus auf einer Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) des Antriebsstrangs. Dabei wird auf die am IEM entwickelten Methodiken zur Lebensdauermodellierung von Wicklungssystemen zurückgegriffen.

Das umfangreiche Messequipment am IEM wird zur Validierung der Lebensdauermodelle genutzt. Zusätzlich werden luftfahrtspezifische Anforderungen untersucht, wie die Anwendung bei niedrigem Umgebungsluftdruck. Dazu wird das Labor um eine Vakuumkammer erweitert, um Motoretten und Teilwicklungssysteme bei verschiedenen Luftdrücken zu prüfen. Darüber hinaus werden Möglichkeiten untersucht, um unter Einfluss von realitätsnaher Kühlung die thermischen Eigenschaften der Prüfkörper zu charakterisieren.

Am IEM wird zudem ein Umrichter aufgebaut, um die Wechselwirkungen zwischen Umrichter und elektrischer Maschine zu untersuchen. Der Umrichter beruht auf der Halbleitertechnologie mit großem Bandabstand, die hohe Leistungsdichte des Antriebs ermöglicht. Der Einfluss von hohen Schaltfrequenzen, kurzen Ein- und Ausschaltzeiten sowie elektromagnetischer Verträglichkeit bei dynamischem Betrieb des Antriebstrangs wird analysiert. Darüber hinaus wird ein integriertes Design von elektrischer Maschine und Umrichter entwickelt. Die Anforderung durch die Flughöhe und den damit verbundenen niedrigen Umgebungsluftdruck wird dabei berücksichtigt. Im Vordergrund der Untersuchung stehen die Ermittlung der charakteristischen Fehlerbilder und deren Vermeidungsstrategien.

Die Arbeiten werden in enger Kooperation mit weiteren Instituten der RWTH Aachen sowie verschiedenen Industriepartnern durchgeführt, die im Folgenden aufgelistet sind:

  • e.SAT GmbH (e.SAT)
  • Institut für Strahlantrieb und Turbomaschinen (IST) der RWTH Aachen
  • Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme (ILR) der RWTH Aachen
  • Institut für Elektrische Maschinen (IEM) der RWTH Aachen
  • Institut für Flugsystemdynamik (FSD) der RWTH Aachen
  • Institut für Strukturmechanik und Leichtbau (SLA) der RWTH Aachen
  • Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen
  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT)
  • Helix Carbon GmbH (Helix)
  • ENGIRO GmbH (Engiro)
  • IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH (IMA)
  • CirQua GmbH (CirQua)
  • MTU Aero Engines AG (MTU)
  • Liebherr-Aerospace Lindeberg GmbH (Liebherr)
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