Tehnički fakultet u Beču razvio novi električni motor

Univerzitet u Beču je najstariji i najveći univerzitet na nemačkom govornom području. Ovaj univerzitet je ustanovio Rudolf IV daleke 1365. godine. Redakcija časopisa industrija je posetila Tehnički fakultet u Beču, koji se nalazi u samom centru grada i osnovan je 1815. godine kao Kraljevski politehnički institut, a danas je najveća tehnička, naučna i istraživačka institucija u Austriji i važi za jedan od najboljih tehničkih fakulteta u Evropi.

Znanje stečeno na ovom univerzitetu nudi veliku šansu za uspešnu karijeru, što potvrđuje činjenica da su diplomci sa ovog fakulteta traženi od strane kompanija, posebno onih iz oblasti industrije i privrede.

Jedna od najvažnijih stvari je uključivanje studenata u istraživačke programe i svesnost važnosti toga za budućnost privrede i industrije.

Istraživanja na ovom fakultetu su od nacionalnog i međunarodnog značaja, zato smo posetu na ovom fakultetu iskoristili i imali čast da porazgovaramo sa profesorom Manfred Šredlom predsednikom odbora instituta za energetske sisteme i električne pogone Tehničkog fakulteta.

Nikola Tesla je konstruisao svoj čuveni elektromotor 1887. godine i najveću primenu ima njegov asihroni elektromotor koji može da radi koristeći monofaznu ili trofaznu struju, a radi na principu obrtnog elektromagnetnog polja, koje je Tesla otkrio 1882. godine.

Znači električni motor je dokazan koncept, samim tim poboljšanja ili razvijanje novog električnog motora od strane Tehničkog fakulteta i profesora dr. Manfreda Šredla možemo nazvati revolucionarnim poboljšanjem.

Časopis Industrija: Električni motor je dokazan koncept, ali Vi ste ovde na Tehničkom fakultetu napravili revolucionarna poboljšanja. Kakav ste ustvari novi koncept električnog motora razvili i možete li nam reći na kom principu funkcioniše?

Prof. dr. (dipl. ing.) Manfred Šredl: Naš pristup je da podelimo rotor klasične mašine u parcijalne rotore, to znači da mi nemamo mašinu sa jednim statorom i jednim rotorom već imamo mašinu sa jednim statorom i više rotora. To nam je dalo mogućnost da podelimo najbitnije proizvodne delove motora u više njih, čime dobijamo mašinu sa više osovina (vratila) recimo za rotore ili šest osovina. Onda morate da uparite ove osovine zajedno korišćenjem menjača i normalno onda imate mnogo primena gde je menjač potreban da reducira odnosno smanji brzinu motora za određenu primenu. Ovo se može postići korišćenjem dela mašine koji kombinuje snage sistema rotora.

Znači, iako su motor i menjač dve odvojene funkcionalne jedinice, razvili smo novi koncept i spojili njihove dve funkcije u jednu celinu.

Umesto jednog u upotrebi su četiri mehanički spojena rotora. Na taj način nastaje naš „planetarni motor“, kako smo ga nazvali, koji se odlikuje visokom gustinom snage, energetskom efikasnošću, jednostavnošću i sigurnošću.

Spajanjem više električnih motora u jednu celinu, određeni statični delovi motora postaju višak. Celokupna struktura motora postaje jednostavnija, a rezultat su ušteda prostora i smanjenje gubitaka. Još jedna prednost „planetarnog motora“ jeste da se pozicija rotora ne meri senzorima koji su podložni greškama, već preko strujnog kabla.

Časopis Industrija: Ovaj novi koncept motora „Planetarni motor“ je predstavljen na sajmu industrije i tehnike u Hanoveru. Kakvi su utisci i šta Vam je predstavljanje ovog motora donelo?

Prof. dr. (dipl. ing.) Manfred Šredl: Mi obično idemo na sajmove kako u Nemačkoj tako i u dugim zemljama, gde prezentujemo svoje ideje i prototipove međunarodnim kompanijama iz sfere industrije. Hanoverski sajam je doneo zaista puno kontakata sa kompanijama koje će, nadamo se, stupiti u kontakt sa nama.

Naravno, to je dugoročni proces. Normalno je da prvo razgovaramo, taj proces može potrajati, i onda stupa naš pristup tim kompanijama gde im pomažemo da ove nove ideje primene za svoje proizvode i njihovu proizvodnju, da bi one na taj način imale prednost u poslovanju.

Časopis Industrija: Kakvu primenu ovaj motor može imati u industriji, proizvodnoj tehnologiji?

Prof. dr. (dipl. ing.) Manfred Šredl: Oblast primene je elektromobilnost, jer tu imate električne motore velikih brzina koji koriste menjač ili reduktivni menjač (menjač koji smanjuje brzinu), tako da osovina vozila rotira na recimo 1 000 rpm ali sam motor rotira na 20 000 rpm.

Ovaj menjač je integrisani deo našeg novog koncepta, tako da ne treba eksterni menjač kada može da se koristi ovaj integrisani u našem električnom motoru. To što postoji više rotora nam omogućuje da smanjimo brzinu obrtaja svakog rotora, iz razloga što rotori imaju manji promer od originalnog velikog rotora.

Ova obrtna brzina rotora je vrlo bitan mehanički i fizički ograničavajući faktor jer povećavanjem brzine rotora može doći do njegovog pucanja. Ako imate manje rotore sa nekim obrtnim momentom, imate manju obrtnu brzinu i veći potencijal da istu povećavate pre nego što dođe do pucanja. Imate mogućnost da povećate gustinu snage mašine za recimo dva puta.

„Planetarni motor“ može imati široku primenu u industriji, tehnologiji dizanja i proizvodnoj tehnologiji. Može se koristiti za električna vozila i alatne mašine, kao i u visoko rizičnim oblastima primene.

Časopis Industrija: Pored jednostavnosti Teslin električni motor ima još jednu izuzetnu osobinu, a to je stepen korisnog dejstva od 95%. Koliki je stepen korisnog dejstva planetarnog motora?

Prof. dr. (dipl. ing.) Manfred Šredl: Kao što sam rekao, mogućnost da povećate snagu dva puta. Udvostručiti snagu znači udvostručiti brzinu sa istom sumom obrtnih momenata. Tako da možete da instalirate dvostruku snagu u istom kućištu, pre nego što se mašina mehanički ošteti.

Časopis Industrija: Da li mi možete reći koji su novi projekti na kojima trenutno radite?

Prof. dr. (dipl. ing.) Manfred Šredl: Imamo mnogo projekata na polju kontrole električnih mašina bez senzora. Što znači da menjamo mehaničke senzore koji recimo mere brzinu ili poziciju rotora matematičkim modelima. To znači da industrija može da napravi jeftinija rešenja zato što su senzori vrlo skupi i osetljivi.

Mi pokušavamo da imamo robusno i jeftinije rešenje za industriju pravljenjem algoritama za upravljanje bez senzora. Imamo dosta projekata koji su u toku, radili smo više projekata za različite potrebe industrije.
Ima mnogo mogućnosti za implementaciju naših rešenja u industriji.

Časopis Industrija: Da li biste još nešto rekli za naše čitaoce, a da sam propustio da obuhvatim pitanjima?

Prof. dr. (dipl. ing.) Manfred Šredl: Mislim da je bitno za čitaoce Vašeg časopisa i za ljude koji se bave industrijom, da su fakulteti kao naš tehnički fakultet vrlo zainteresovani za stupanje u kontakt sa kompanijama i pravljenje zajedničkih projekata, kako bismo iskoristili znanje za proizvode nove generacije.

Tako da nauka i industrija imaju obostranu prednost. Mi nismo samo školska ustanova, već smo institucija koja pomaže da se realizuju novi projekti i da se nove ideje realizuju kroz nove projekte.

Mislim da je jako bitno da nauka i industrija rade zajedno i da učimo jedni od drugih. Mi vidimo koji su zahtevi industrije, a oni koja je naša ponuda. Mislim da je velika prednost ako blisko sarađujemo.

U nastavku neformalnog dela razgovora i u prijatnoj atmosferi posle zvaničnog intervjua, dok nam je profesor Manfred pokazivao planetarni motor, razgovarali smo o Teslinom električnom motoru.

Prof. dr. (dipl. ing.) Manfred Šredl: Ja imam automobil marke Tesla, koji koristi isti klasični indukcijski motor koji je Tesla konstruisao. Nije mnogo komplikovan i vrlo je robusan. Interesantna stvar je i da je moj deda koristio u svojoj šivaćoj mašini isti tip motora, koji i dalje radi posle skoro 100 godina. Stare, ali dobre ideje!

Naš koncept je strukturni, te mehanički koncept nije ništa poseban u smislu elektrotehnike. Ideja je bila da napravimo rešenje sa manjom brzinom i istom snagom, kako bismo povećali gustinu snage. To je bio naš cilj i ostvarili smo ga.

Biografija sagovornika:

Prof. dr. (dipl. Ing.) Manfred Šredl
1977-1982: Studije elektrotehnike, Odsek za automatizaciju i upravljački inženjering na Tehničkom univerzitetu u Beču
1982-1987: Doktorske studije, studijski program Elektrotehnika
1992: Postdoktorske studije, Električni pogoni i mašine

Profesionalna karijera:

1982-1992: Univerzitetski asistent na Institutu za električne mašine Tehničkog univerziteta u Beču
Od 1992: Univerzitetski docent
1993-1996: Šef odeljenja za razvoj ELIN Saobraćajni inženjering, Beč
1996-1998:Šef tehničkog centra Flender ATB AG, Špilberg
1998-tekuće: Redovni profesor Fakulteta za električne pogone i mašine, Tehnički univerzitet u Beču

Funkcije:

1998-2010: Predsedavajući Instituta za električne pogone i mašine
2010-2011: Dekan Fakulteta elektrotehnike i računarstva Tehničkog univerziteta u Beču
2011-tekuće: Predsedavajući Instituta za energetske sisteme i električne pogone