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Hahn-Schickard

Variabel einstellbarer kinetischer Energy Harvester

10. Februar 2020, 10:54 Uhr | Hagen Lang

Vibrationen nutzende Energy Harvester haben zumeist eine feste Eigenfrequenz, die nicht verändert werden kann und bei der sie am effektivsten Energie umwandeln. Hahn-Schickards Energy Harvester kann variabel an den Schwingzustand von Maschinen angepasst werden.

In Zukunft werden adaptive Energiegewinnungssysteme ein wichtiger Bestandteil von Zustandsüberwachungssystemen und eingebetteten Sensorsystemen (cyberphysikalische Systeme) sein, um einen effizienteren und wirtschaftlicheren Betrieb als heute zu erreichen. Bei den meisten, für die Bereitstellung von Vibrationsenergie in Frage kommenden Anwendungen variiert die dominante Frequenz jedoch in Abhängigkeit von der Betriebsart einer Maschine.

In diesem Fall wird die effektive Energieumwandlung bei den meisten Energy Harvestern zu einem zufälligen Ereignis. Die Ingenieure von Hahn-Schickard haben ein kinetisches Energy Harvesting-Gerät entwickelt, das an den jeweils aktuellen Schwingungszustand einer Maschine angepasst werden kann.

Der Abstimmmechanismus basiert auf einem magnetischen Prinzip und modifiziert die Gesamtsteifigkeit der schwingenden Energiewandlerstruktur. Die Einstellung der Eigenfrequenz erfolgt durch Drehen eines Abstimmknopfes. Innerhalb eines Drehwinkels von 180° wird eine abstimmbare Frequenzbandbreite von 32 Hz erreicht. Die untere Grenze des Frequenzbandes liegt bei 25 Hz, was einer Drehgeschwindigkeit von fast 1500 UPM entspricht. Zusammen mit einer oberen Grenze von 57 Hz (3420 UPM) ist das Gerät für die Energiegewinnung aus drehzahlgeregelten Aggregaten geeignet, die Pumpen, Schleifspindeln oder Getriebe antreiben.

Zu den Eigenschaften des Gerätes gehört eine kontinuierlich abstimmbare Eigenfrequenz und ein integriertes Energiemanagement . Die Bandbreite beträgt 32 Hz, mit einer Untergrenze von 25 Hz und einer Obergrenze von 57 Hz. Das Gerät liefert 3,3 V DC und 2,5 mW @ 0,3g. Die Größe beträgt 100 x 30 x 35 mm, das Gewicht 120g.

embedded world 2020, 25.-27. Februar 2020, Nürnberg, Halle 4, Stand 638