ADV200-Frequenzumrichter von GEFRAN im Einstein-Elevator

Forschungsexperimente unter Weltraumbedingungen

Pro Antriebsstrang werden fünf Frequenzumrichter der ADV200 Baureihe von GEFRAN mit einer Leistung von jeweils 400 kW zzgl. Überlast von bis zu 180 Prozent parallelgeschaltet, um die Anlage symmetrisch nach oben zu bewegen
Bild: Leibniz Universität Hannover/Marie-Luise Kolb
(PresseBox) ( Seligenstadt, )
Physikalische und produktionstechnische Versuche für Anwendungen im Weltraum, auf dem Mond oder sogar auf dem Mars: Was klingt wie Science-Fiction, könnte bald real werden. Denn zurzeit finden Forschungsexperimente in einem neuen Fallturm statt – unter variablen Gravitationsbedingungen und in der Schwerelosigkeit.

Um außerirdische Umgebungsbedingungen zu simulieren, hat das Institut für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) mit dem Institut für Quantenoptik der Leibniz Universität Hannover ein Großprojekt auf die Beine gestellt: den Einstein-Elevator. Während die Wiederholrate bei anderen Falltürmen bei etwa zwei bis drei Versuchen am Tag liegt, kann dort alle vier Minuten ein neuer Durchlauf stattfinden. Anstelle von großen Vakuumkammern und freiem Fall, saust hier eine an Schienen geführte Versuchskammer in hoher Geschwindigkeit auf und ab. Bei einem Abschuss der Gondel wird eine große Menge an Energie durch die GEFRAN-Umrichter aus einem Supercap-Energiespeicher entnommen und an die Statoren weitergegeben.

Im Einstein-Elevator sind drei unabhängige Antriebsstränge verbaut. Zwei davon dienen zum Beschleunigen der Gondel, die Umrichter sorgen für den Gleichlauf. Pro Strang werden fünf Frequenzumrichter der ADV200 Baureihe von GEFRAN mit einer Leistung von jeweils 400 kW zzgl. Überlast von bis zu 180 Prozent parallelgeschaltet, um die Anlage sehr symmetrisch nach oben zu bewegen. Der dritte Antriebsstrang dient der Regelung der Schwebehöhe (Schwerelosigkeit) und der Erzeugung der variablen Beschleunigungen. Besonders beindruckend: Bei einer Antriebsleistung von bis zu 5 Megawatt kann die Schwebehöhe des Experiments in der Gondel bis auf wenige Millimeter konstant gehalten werden.

Für die hochautomatisierte Anlage wurde eine neue Steuerung und ein spezielles Magnetjoch entwickelt. Von entscheidender Bedeutung ist zudem das nahtlose Zusammenspiel der Steuerung mit der Messtechnik. Sensoren an der Gondel senden Echtzeit-Daten an den Antrieb, der sich unten im 40 Meter hohen Turm befindet. „Der Einstein-Elevator ist ein Meisterwerk interdisziplinärer Ingenieurskunst. Er vereint die Antriebstechnik aus dem Achterbahnbau mit der Positioniergenauigkeit einer Werkzeugmaschine“, so Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer, Leiter des Instituts für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) der Leibniz Universität Hannover.
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