50 Jahre Elektrische Antriebstechnik an der FAU
Anlässlich der Gründung des Lehrstuhls für Elektrische Antriebe und Maschinen im Jahr 1973 gab es am 24.11.2023 ein Fachsymposium mit vielen, technisch sehr spannenden Vorträgen ehemaliger Promovierender aus Industrie und Wissenschaft.
Nach einem Grußwort des Sprechers der Kollegialen Leitung des Departments EEI, Prof. Dr. Matthias Luther, eröffnete Prof. Dr. Ingo Hahn unter dem Motto eines Zitats des griechischen Philosophen Heraklit, „Nichts ist so beständig wie der Wandel“, das Symposium mit einem historischen Rückblick auf die 50-jährige Geschichte des Lehrstuhls, dessen leitende Akteure und deren akademische Herkunft sowie die unterschiedlichen Forschungsthemen der letzten 50 Jahre.
Ein universitärer Lehrstuhl ist insbesondere ein Ort des ständigen Wandels mit unterschiedlichen Verweildauern seiner ihn ausmachenden Personen. Neben den halbjährlichen bis jährlichen Verweildauern bei den Studierenden, die ihre Forschungen für Abschlussarbeit durchführen, gibt es die fünf- bis sechsjährigen Verweildauern der wissenschaftlichen Mitarbeiter. Schließlich sind dann noch die 25- bis 30-jährigen Verweildauern der Mitarbeiter im Technik- und Verwaltungsbereich sowie die der Professoren zu nennen. Kaum hat man sich an die Studierenden und wissenschaftlichen Mitarbeiter gewöhnt, dann verschwinden diese auch schon wieder.
Im Gegensatz dazu war und ist die Forschung des Lehrstuhls weiterhin in den drei Bereichen der Antriebsregelung, der Elektrische Maschinen und der Leistungselektronik, besonders bei den Antriebsstromrichtern, angesiedelt.
Neben einer leichten Veränderung der einzelnen Forschungsthemen im Detail über die letzten 50 Jahre hinweg, bildet die Geschichte des Lehrstuhls direkt auch die geschichtliche Entwicklung der elektrischen Antriebstechnik ab. Während in den ersten Jahrzehnten bipolare Si-Leistungstransistoren betrachtet und eingesetzt wurden, kamen im Laufe der Zeit MOS-gesteuerte Thyristoren, SiC- und GaN-Bauelemente in den Fokus der Forschung im Bereich der Leistungselektronik. Auch wurde der Übergang von analogen Regelungen für Gleichstrommaschinen Ende der 1970er Jahre auf die digitale Regelung von Drehfeldmaschinen unter Einsatz von Mikroprozessoren ab Mitte der 1990er Jahre mitgestaltet.
Weiterhin wurde seit Mitte der 2000er Jahre über fast zwei Jahrzehnte auf dem Gebiet der geberlosen Regelungen für Asynchron-, Synchron- und Reluktanzmaschinen intesivst geforscht, nicht nur bei der Regelung mit Testsignalinjektionsverfahren bei sehr niedrigen Drehzahlen und im Stillstand, sondern auch bei elektrischen Maschinen, deren Eigenschaften besonders für den Einsatz der Testsignalinjektionsverfahren elektromagnetisch und konstruktiv verändert wurden.
Im Bereich der elektrischen Maschinen wurden neben Transversalflussmaschinen ab Ende der 2000er Jahre vermehrt flussmodulierende Maschinen in der Forschung betrachtet, da diese Maschinentypen eine Erhöhung der Drehmomentdichte auf kleinem Bauraum zulassen.
Interessanterweise wiederholen sich manche Themen, die heute noch genauso aktuell sind wie vor Jahrzehnten, nämlich die Verluste in elektrischen Antrieben und Maschinen, prädiktive Regelungen der Antriebe sowie die Spannungsbeanspruchung von Wicklungen bei Wechselrichterspeisung.
Als ein herausragender ehemaliger Promovend hatte Prof. Dr. Jose Rodriguez, Universidad San Sebastian, Santiago, Chile, mit einer Videobotschaft beigetragen, in der er über seine Erlebnisse als DAAD-Stipendiat in den 1980er Jahren und seinen herausragenden akademischen Werdegang berichtete, der ohne seinen Aufenthalt als Doktorand am Lehrstuhl wohl kaum möglich gewesen wäre.
Anschließend folgte ein Vortrag von Prof. Dr. Hans-Günter Eckel, Universität Rostock, über die historische Entwicklung von IGBT-Ansteuerungen in den letzten 30 Jahren. Die darauffolgenden Fachvorträge waren hauptsächlich dem Thema der elektrischen Fahrzeugantriebe gewidmet. Ausgehend von Off-Highway-Fahrzeugen im Bereich der Bau- und Landmaschinen (Dr. Heiko Peter, Bosch Rexroth), über die Antriebstechnik in Mehrsystemlokomotiven (Dr. Moritz von Zimmermann, Siemens Mobility), die Trends im Bereich der Effizienz von Traktionsantrieben (Dr. Alexander Rambetius, Valeo) bis hin zum neuen Antriebsbaukasten für Elektroantriebe von Audi und Porsche (Dr. Florian Bittner, Audi). Den Abschluss bildete ein Vortrag über die Antriebstechnik in einem autonomen Unterwasserfahrzeug (Dr. Ralf Kruse, Wittenstein cyber motor).
Das Symposium fand seinen Ausklang bei einem gemeinsamen Abendessen in angenehmer und gemütlicher Atmosphäre im großen Seminarraum des Lehrstuhls, welches für viele ehemalige Promovende die Gelegenheit bot, sich nach vielen Jahren einmal persönlich wiederzusehen sowie alte Freundschaften und Kontakte wieder aufleben zu lassen. Für die aktuell Promovierenden und auch die Studierenden ergaben sich aber auch Möglichkeiten, sich mit den ehemaligen Promovierenden gedanklich auszutauschen und neue Kontakte zu knüpfen, welche für sie in Zukunft auch Teil einer beruflichen Veränderung und persönlichen Weiterentwicklung werden können, denn, um nochmals das gewählte Motto aufzugreifen, „Nichts ist so beständig wie der Wandel“.
Prof. Dr. Ingo Hahn, Erlangen, 28.11.2023
