Verbundvorhaben: RoWaMag - Robuster und wartungsarmer Magnetheizer mit Hochtemperatursupraleiter-Spulen für Warmumformprozesse Teilprojekt: Design und Inbetriebnahme des Magnetheizers, Messkampagnen sowie Systemanalyse und Bewertung
Zeitraum
2019-04-01 – 2025-06-30
Bewilligte Summe
88.504,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1651D
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Maschinenbau, Fahrzeugbau, Elektrotechnik, Feinmechanik, Optik, EBM-Waren [EA3250]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Ziele sind die Entwicklung eines robusten und wartungsarmen Magneten mit HTS-Leitern der 2. Generation (ReBCO Bandleiter) für Magnetheizer sowie der Nachweis der technischen und wirtschaftlichen Eignung für die Industrie zum Erwärmen zylindrischer Werkstücke (Bolzen) für Strangpressen. Konventionelle Anwärmöfen mit Wechselstrom-Induktionsspulen haben Wirkungsgrade von ca. 50%, da die Verluste aus der Rückinduktion per Leiterinnenkühlung abgeführt werden müssen. Hingegen erzeugt beim Magnetheizer eine fast widerstandsfreie HTS-Spule mit Gleichstrom ein statisches Magnetfeld. Bei Rotation der Bolzen im Magnetfeld wird eine Spannung induziert. Die dann fließenden Wirbelströme, die im Bolzen axial mit großer Skin-Tiefe (Leitschichtdicke) verlaufen und an den Stirnflächen radial die Bolzenseiten wechseln, bilden einen Stromkreis. Die ohmschen Verluste erwärmen den Bolzen mit besonders homogener radialer Temperaturverteilung. Das innere Magnetfeld der Wirbelströme wirkt dem äußeren entgegen, so dass motorisch ein Drehmoment aufgebracht werden muss, das die Energie zur Erwärmung einbringt. Die systemischen Verluste resultieren im Wesentlichen aus der Kühlung der HTS-Spule und den mechanischen und elektrischen Verlusten im Antriebsstrang und sind verglichen mit konventionellen Verfahren ca. 30 % niedriger. 120 kWh elektrische Energie können so pro Tonne Aluminium bei Aufheizung auf 520°C eingespart werden.