Bestimmung von Kugellager Impedanzen unter stationären Betriebsbedinungen mittels eines weiter entwickelten Wälzkontaktmodells bei Vollschmierung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zur Vorhersage der elektrischen Belastung der Rotorlager in elektrischen Antriebssystemen ist eine möglichst genaue Kenntnis der Wälzlagerkapazität unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen notwendig. Zu diesem Zweck wurde im Rahmen dieses Projekt ein Simulationsmodell entwickelt, mit dessen Hilfe die Kapazität eines Wälzlagers unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen sowie der Einbausituation bestimmt werden kann. Ziel des Projektes war es die Berechnung der Wälzlagerkapazität durch eine möglichst detaillierte Beschreibung des elektrischen Feldes im Wälzkontakt zu ermitteln. Im Rahmen der Bearbeitung zeigte sich jedoch, dass eine Fokussierung auf den Kontaktbereich nicht ausreichend ist, um die Wälzlagerkapazität hinreichend genau zu beschreiben. Stattdessen muss ebenfalls die Umgebung des Kontaktbereiches berücksichtigt werden. Dies wird durch die in diesem Projekt entwickelte Modellierungsstrategie möglich. Die Modellierung wurde zunächst für Axialrillenkugellager aufgebaut, konnte im Verlauf des Projektes jedoch erfolgreich auf Radialrillenkugellager ausgeweitet werden. Die Abweichungen zwischen Simulation und Messungen liegen für alle hier untersuchten Betriebsbedingungen in einem Bereich von unter 20 %.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Breakdown voltages in thrust bearings: Behavior and Measurement. Tribology Transactions, 66(3), 488-496.
Graf, Simon; Werner, Michel; Koch, Oliver; Götz, Stefan & Sauer, Bernd
-
Impedanzmodellierung eines Wälzlagers – Vergleich von Näherungsgleichungen zu detaillierter EHD-Simulation. Gleit- und Wälzlagerungen 2023, 5-20. VDI Verlag.
Paulus, S.; Gonda, A.; Graf, S. & Koch, O.
-
Influence of Parasitic Electric Currents on an Exemplary Mineral-Oil-Based Lubricant and the Raceway Surfaces of Thrust Bearings. Lubricants, 11(8), 313.
Graf, Simon; Koch, Oliver & Sauer, Bernd
-
Inverter-Driven Electric Motors and Generators: Accurate Analysis of Bearing Capacitance and Identification of Contributors. 2023 IEEE 2nd Industrial Electronics Society Annual On-Line Conference (ONCON), 1–6.
Sangle, Akshata; Gonda, Attila; Sedigh, Saeed; Paulus, Stefan; Graf, Simon; Rahnama, Mehdi; Sauer, Bernd; Koch, Oliver & Götz, Stefan
-
Modelling of the triboelectric contact of a roller bearing. In: 3rd STLE Tribology & Lubrication for E-Mobility Conference, Cleveland, Ohio, USA, 2023
PAULUS, S.; GRAF, S. & KOCH, O.
-
Basic experimental and numerical investigations to improve the modeling of the electrical capacitance of rolling bearings. Tribology International, 193, 109354.
Gonda, Attila; Paulus, Stefan; Graf, Simon; Koch, Oliver; Götz, Stefan & Sauer, Bernd
-
Improved capacitance calculation of thrust bearings by combining EHL- and electric field simulation. In: 5th Bearing World 2024
PAULUS, S.; SANGLE, A.; GRAF, S.; KOCH, O.; SAUER, B. & GÖTZ, S.
-
Simulative and Experimental Characterization of the Tribo- Electrical Contact of Roller Bearings. In: DÖRR, Nicole; GACHOT, Carsten; MARIAN, Max; VÖLKEL, Katharina (Hrsg.): 24th International Colloquium Tribology - Industrial an Automotive Lubrication: Conference documents 2024. Tübingen: expert verlag, 2024, S. 179–180
PAULUS, S.; GRAF, S.; KOCH, O. & GÖTZ, S.
-
Impedanzmollierung von Radialkugellagern mittels elektrostatischer FE-Simulation Impedance modeling of radial ball bearings using electrostatic FE simulation. Gleit- und Wälzlagerungen 2025, 299-310. VDI Verlag.
Paulus, S.; Graf, S. & Koch, O.
