SPREKER

Bart Gysen, promovendus, TU Eindhoven

TITEL

Actieve elektromagnetische veer-dempersystemen, de efficiënte oplossing voor een hoge prestatie

ABSTRACT

Actieve veer-dempersystemen worden steeds meer toegepast in de automotivesector. Ze leveren naast extra rijcomfort ook een hogere stabiliteit en betere wegligging wat de veiligheid bevordert. De toegepaste technologie voor actieve systemen in commerciële auto’s is voornamelijk hydraulisch of pneumatisch. De bandbreedte ligt hierbij rond de 5 Hz en daarom kunnen de verticale acceleraties van 4 tot 8 Hz, waarvoor de mens het meest gevoelig is, moeilijk worden gereduceerd. Verder is er een hydraulische of pneumatische pomp nodig die het systeem van continue druk voorziet wat resulteert in een inefficiënt systeem.

Om een efficiënt actief veer-dempersysteem te ontwikkelen met een hoge reactiesnelheid is er onderzoek gedaan naar een elektromagnetische oplossing. Dit systeem bestaat uit een passieve mechanische veer in parallel met een lineaire tubulaire actuator. De direct-drive permanente-magneetactuator zet de elektrische energie direct om in een verticale kracht van nominaal 1 kN. Wanneer de actuator als demper fungeert, wordt de trillingsenergie omgezet in elektrische energie en teruggevoerd naar de accu wat de totale efficiëntie verhoogt. Verder is er passieve demping geïntegreerd op basis van wervelstromen. Dit zorgt ervoor dat het systeem fail-safe is. In geval van een storing gedraagt het systeem zich nog steeds als een passief veer-dempersysteem.

Dit vierjarig PhD-project is in samenwerking met de industriële partner SKF Automotive Development Centre uit Nieuwegein. Het modelleren en ontwerp van de actuator is gerealiseerd binnen de vakgroep Electromechanics and Power Electronics (EPE) aan de TU Eindhoven. Een prototype voor een BMW 530 is vervaardig door de Gemeenschappelijke Technische Dienst van die universiteit en getest in een full-scale quarter car testset-up binnen de EPE-groep. De ontwikkeling van de verschillende regelalgoritmes is gebeurd in samenwerking met de Dynamics and Control-groep van de TU Eindhoven.

De presentatie beschrijft de functionaliteit, de elektromagnetische en thermische modellering, de ontwerpprocedure en regelalgoritmes. Verder evalueert Bart Gysen de simulatieresultaten en praktijktests.

BIOGRAFIE

Bart Gysen was born in Bilzen in 1984. He received his B.Sc. and M.Sc. degrees in Electrical Engineering at the TU Eindhoven where he is currently working towards his PhD degree in the Electromechanics and Power Electronics group. His research interest is electromagnetic modelling, linear actuators and in particular electromagnetic suspension systems for automotive applications.