Elektrisch vliegtuig

r. Bram Ferreira en dr.ir. Henk Polinder (Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica)
Onderwerp: Ontwikkeling van geïntegreerde fout tolerante permanent magneetmotor en vermogenselektronica voor luchtvaart toepassing.
Tussenstand: Halverwege

,

“Veel pneumatische en hydraulische systemen in een vliegtuig kunnen vervangen worden door elektrische systemen. Wij ontwikkelen daarom een nieuwe elektromotor voor de luchtvaart. Deze motor kan onder meer een compressor aansturen, die de cabine van een vliegtuig op druk houdt. Nu gebeurt dat nog pneumatisch. Als een vliegtuig bij de terminal staat moeten de motoren uitstaan. Omdat de koellucht gekoppeld is aan de motoren, wordt het heel heet in het vliegtuig. Dat is natuurlijk vervelend. Met een elektromotor bestaat dat probleem niet. Ook de APU (Auxiliary Power Unit), een kleine gasturbine  in de staart van een vliegtuig die druklucht geeft om de motoren mee te starten, kan vervangen worden door een elektromotor  die gebruikt wordt als een generator.

De luchtvaartindustrie is helaas conservatief en heel voorzichtig om nieuwe technieken aan te nemen. Toch wordt in de nieuwe Boeing 787 momenteel een aantal elektromotoren gebruikt om de cabine op druk te houden. Dat gebeurt niet met onze, maar wel met vergelijkbare techniek. Er zijn wel een aantal verschillen. Onze elektromotor werkt bijvoorbeeld veel efficiënter.

Een ander verschil is onze fouttolerantie. De elektromotor die wij ontwikkelen heeft in plaats van drie fases, maar liefst tussen de vijf en zeven fases. Als een fase, bijvoorbeeld een schakelaar of wikkeling, uitvalt, dan blijft de machine doordraaien, omdat de andere fases nog werken. Dat is heel belangrijk, want het systeem moet uiteraard helemaal betrouwbaar zijn.Het ontwerp is vertrouwelijk omdat we een nieuw soort elektromotor ontwikkelen. Het is een doosje dat bestaat uit vermogenselektronica, een elektromotor en een verkoelingssysteem. We proberen de motor zo compact en licht mogelijk te maken, zonder lastige lange kabels zijn die voor storingen kunnen zorgen.Ik ontwerp nu voornamelijk achter de computer. Begin volgend jaar beginnen we met de bouw van een prototype, daar kijk ik erg naar uit. Dat betekent echter niet dat het apparaat ook al snel op de markt komt. Het duurt waarschijnlijk nog vijf tot zeven jaar tot de elektromotor echt wordt toegepast. Nadat we het prototype hebben gebouwd, moeten we nog veel testen, zo moet de motor bijvoorbeeld een temperatuur van -55 tot 55 graden aankunnen. Ook de software van de microchip moet goed worden gecertificeerd

In 2010 moet het prototype klaar zijn. Dan komt er een vervolgproject, waarin de nadruk ligt op de commerciële productie. Mijn promotie duurt nog twee jaar. Het spreekt me zeer aan om met nieuwe techniek bezig te zijn. Dat maakt het onderzoek spannend. Als dit project doorgaat en het prototype haalt het niveau, dan zou ik graag daarna nog aan het project verbonden blijven.”

Naam: Johan Wolmarans
Nationaliteit: Zuid-Afrikaanse
Leeftijd: 27 Jaar
Promotor: Prof.dr. Bram Ferreira en dr.ir. Henk Polinder (Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica)
Onderwerp: Ontwikkeling van geïntegreerde fout tolerante permanent magneetmotor en vermogenselektronica voor luchtvaart toepassing.
Tussenstand: Halverwege

“Veel pneumatische en hydraulische systemen in een vliegtuig kunnen vervangen worden door elektrische systemen. Wij ontwikkelen daarom een nieuwe elektromotor voor de luchtvaart. Deze motor kan onder meer een compressor aansturen, die de cabine van een vliegtuig op druk houdt. Nu gebeurt dat nog pneumatisch. Als een vliegtuig bij de terminal staat moeten de motoren uitstaan. Omdat de koellucht gekoppeld is aan de motoren, wordt het heel heet in het vliegtuig. Dat is natuurlijk vervelend. Met een elektromotor bestaat dat probleem niet. Ook de APU (Auxiliary Power Unit), een kleine gasturbine  in de staart van een vliegtuig die druklucht geeft om de motoren mee te starten, kan vervangen worden door een elektromotor  die gebruikt wordt als een generator.

De luchtvaartindustrie is helaas conservatief en heel voorzichtig om nieuwe technieken aan te nemen. Toch wordt in de nieuwe Boeing 787 momenteel een aantal elektromotoren gebruikt om de cabine op druk te houden. Dat gebeurt niet met onze, maar wel met vergelijkbare techniek. Er zijn wel een aantal verschillen. Onze elektromotor werkt bijvoorbeeld veel efficiënter.

Een ander verschil is onze fouttolerantie. De elektromotor die wij ontwikkelen heeft in plaats van drie fases, maar liefst tussen de vijf en zeven fases. Als een fase, bijvoorbeeld een schakelaar of wikkeling, uitvalt, dan blijft de machine doordraaien, omdat de andere fases nog werken. Dat is heel belangrijk, want het systeem moet uiteraard helemaal betrouwbaar zijn.Het ontwerp is vertrouwelijk omdat we een nieuw soort elektromotor ontwikkelen. Het is een doosje dat bestaat uit vermogenselektronica, een elektromotor en een verkoelingssysteem. We proberen de motor zo compact en licht mogelijk te maken, zonder lastige lange kabels zijn die voor storingen kunnen zorgen.Ik ontwerp nu voornamelijk achter de computer. Begin volgend jaar beginnen we met de bouw van een prototype, daar kijk ik erg naar uit. Dat betekent echter niet dat het apparaat ook al snel op de markt komt. Het duurt waarschijnlijk nog vijf tot zeven jaar tot de elektromotor echt wordt toegepast. Nadat we het prototype hebben gebouwd, moeten we nog veel testen, zo moet de motor bijvoorbeeld een temperatuur van -55 tot 55 graden aankunnen. Ook de software van de microchip moet goed worden gecertificeerd

In 2010 moet het prototype klaar zijn. Dan komt er een vervolgproject, waarin de nadruk ligt op de commerciële productie. Mijn promotie duurt nog twee jaar. Het spreekt me zeer aan om met nieuwe techniek bezig te zijn. Dat maakt het onderzoek spannend. Als dit project doorgaat en het prototype haalt het niveau, dan zou ik graag daarna nog aan het project verbonden blijven.”