It's OWL-HERA - Highly integrated electronic motor with rotating drive electronics

The aim of the innovation project is the development of an innovative three-phase electric motor, which is compact and energy-efficient and only emits low interfering signals. The innovation lies in the reversal of the classic design concept: The inverter is no longer placed outside, between the power grid and the motor, but inside, on the rotating part of the motor. The motor itself is then connected directly to the grid.

The project allows electric motors to independently adjust their speed to the individual requirements of production machines. Disturbances in the power grid are eliminated, and the released energy can be fed back into the power grid. In addition, the size of the motor is reduced. Overall, it is expected to increase energy efficiency by more than 10% compared to similar drives. The results can be transferred to other applications, such as ancillary units, postal sorting centre drives and beverage filling machines.

Further details in German language below:

Die meisten Produktionsmaschinen in der Automobilfertigung werden über Drehstrom-Elektromotoren angetrieben, die Strom in mechanische Energie umwandeln. Veränderbare Produktionsgeschwindigkeiten, wie sie z.B. in Produktionsstraßen der Automobilindustrie benötigt werden, erfordern den Einsatz von sogenannten Umrichtern, die zwischen Motor und Stromnetz geschaltet werden und eine Drehzahlverstellung ermöglichen. Der Einsatz von zurzeit verfügbaren Umrichtern führt zu Spannungsverzerrungen im Stromnetz, die zu Störungen weiterer angeschlossener Geräte führen können. Darüber hinaus erfordert der auf den Motor montierte Umrichter zusätzlichen Bauraum. Zudem lässt sich die beim Abbremsen der Maschine frei werdende Energie nicht in das Stromnetz zurückspeisen. Diese Aspekte reduzieren die Effizienz der Produktionsmaschine und erhöhen den Energieverbrauch.

Dazu werden zuerst die Anforderungen an Motoren für Produktionsmaschinen analysiert, wie sie z.B. in einer Automobilfertigung eingesetzt werden. Auf dieser Basis wird abgeleitet, wie und wo der Umrichter platzsparend in dem drehenden Teil des Motors integriert werden kann. Darüber hinaus wird die Motorregelung im integrierten Umrichter mit Hilfe einer Simulation entworfen und so ausgeführt, dass Energie ins Stromnetz zurückgespeist werden kann. Anschließend werden berührungslose Kommunikationsmethoden entwickelt, die einen Kontakt des drehenden Umrichters, der jetzt nicht mehr durch Kabel und Leitungen mit der Maschinensteuerung verbunden ist, nach außen ermöglichen. In dem Projekt wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte Selbstoptimierung, Intelligente Vernetzung, Energieeffizienz und Systems Engineering zurückgegriffen. Der Motor wird anhand eines Demonstrators erprobt und anschließend für Produktionsmaschinen verfügbar gemacht.