LCM hat die Voith Group bei der Entwicklung eines elektrischen „Voith Schneider Propellers“ (eVSP) maßgeblich unterstützt und damit zur Energiewende in der Schifffahrt beigetragen. Mittels „Mehrzielgrößenoptimierung“ (Rotor, Stator, Wicklungssystem) wurde der Antrieb von LCM optimiert.

Ein erster Großauftrag der norwegische Reederei Østensjø unterstreicht, wie effizient und markttauglich die Elektrifizierung dieses Schiffsantriebes geworden ist. Zur Erreichung der Emissionsziele hat Østensjø acht elektrische VSP (eVSP) beim deutschen Technologiekonzern Voith bestellt. Zwei erste Motoren wurden im Werk des Tochterunternehmens ELIN Motoren in Weiz (Steiermark) bereits gefertigt und werden derzeit in einer spanischen Werft in ein Service-Schiff für Wartungsarbeiten an Hochsee-Windturbinen eingebaut.

 

Von der hohen Komplexität zu einer Pareto-optimalen Lösungsmenge:

Zielgrößen wie das Gesamtgewicht des permanenterregten Synchronmotors, die Kupfermasse der Spulen, die Magnetmasse oder die Axiallängen sollen minimiert, der Wirkungsgrad und der Leistungsfaktor hingegen maximiert werden. „Weil das eine höchst komplexe Berechnung mit mehreren tausend Varianten ist, braucht unser Rechencluster trotz intelligenter Optimierungsalgorithmen dafür vier bis fünf Tage“, erklärt Hubert Mitterhofer, Business Area Manager Drives bei LCM. Das Ergebnis ist dann eine Pareto-optimale Lösungsmenge, die Summe der besten Lösungen: Es lässt sich kein Parameter weiter verbessern, ohne einen anderen zu verschlechtern. „So konnten wir praktisch alle Parameter des ursprünglichen Designs verbessern“, sagt Mitterhofer. Besonders heikel sei die Simulation der Verluste in der Wicklung und im Rotor gewesen, weil dabei Verlustwärme entsteht, die nur schwer abgeführt werden kann und die Lebensdauer des Motors verkürzt. „Gerade bei diesen Schiffsmotoren, die Jahrzehnte im Einsatz sind, darf die Motortemperatur im Betrieb einen definierten Grenzwert nicht überschreiten. Dafür müssen wir den Motor bin ins kleinste Detail berechnen“, präzisiert LCM-Projektleiter Ralf Kobler. „Das erfordert einen tiefen Einblick in den Gesamtantrieb. Die enge Abstimmung zwischen Voith, ELIN und LCM ist also ein Schlüssel zum Erfolg.“

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