Unter Wechselspannung

Forschungsprojekt „ERICOM" zur Entwicklung einer alternativen Leistungselektronik

In modernen Passagierflugzeugen werden immer mehr Komponenten elektrisch angetrieben. Besonders deutlich wird dieser Trend zum „More Electric Aircraft" vor allem bei den Flugzeugmustern Airbus A380, A350 und Boeing 787. Für deren kompakte Direktantriebe, die autark arbeiten, aber auch über digitale Schnittstellen vernetzt in großen Systemen interagieren können, werden Frequenzumrichter verwendet. Sie erzeugen aus dem Bordnetz eine in der Frequenz und Amplitude veränderbare Wechselspannung zur direkten Versorgung elektrischer Maschinen. In Flugzeugen nutzt man sie für die Ansteuerung von Elektromotoren in Kompressoren, Anlassern und Pumpen. 

  • 2017 ERICOM
    Ziel von „ERICOM" war es, die OEM-Geräte zukünftig durch ein industrielles Standardgerät zu ersetzen.
  • 2017 ERICOM Measurement
    Die Messungen wurden an dem bei Lufthansa Technik aufgebauten alternativen System erfolgreich validiert.
  • 2017 ERICOM Valuation
    Die Vorteile bei der Verwendung von Industriekomponenten sind erheblich.
  • 2017 ERICOM Test Bench
    Teststand bei Lufthansa Technik

Fluggeräte wie Frequenzumrichter, die vom OEM (Original Equipment Manufacturer) auch in den Testsystemen vorgesehen sind, werden bislang nur von wenigen Herstellern zu immens hohen Kosten angeboten. Außerdem sind Ersatzgeräte kaum verfügbar oder haben lange Lieferzeiten. Auch die Diagnosen und Reparaturen gestalteten sich bislang sehr schwierig, da vor allem die Technologie der Steuergeräte viele Unbekannte enthält und die OEMs notwendige Informationen nicht zur Verfügung stellen. Lufthansa Technik verzichtet daher auf teure Geräte der Originalhersteller in den Prüfständen und hat stattdessen eine deutlich kostengünstigere Lösung mit in der Industrie vielfach verwendeten Frequenzumrichtern gewählt.

Ziel des von 2015 bis 2017 laufenden Forschungsprojekts „ERICOM" (Electronics, Radios and Instruments for Components) war es, die teuren OEM-Geräte zukünftig durch ein industrielles Standardgerät zu ersetzen. Um sicherzustellen, dass sich das neue System genau wie die bislang üblichen Systeme der OEMs verhält, musste ein passender Frequenzumrichter ausgewählt und parametriert werden. Hierzu wurden alle zuvor definierten Qualitätsmerkmale der ursprünglichen Leistungselektronik bei laufenden Systemen am Airbus A380 in Frankfurt gemessen, bevor die Auswahl der alternativen Leistungselektronik und die Nachweisführung für eine luftfahrtrechtliche Zulassung durchgeführt werden konnte. Für den Nachweis der Äquivalenz zwischen den industriellen Geräten und den OEM-Flugzeuggeräten wurden die Messungen abschließend an dem bei Lufthansa Technik aufgebauten alternativen System erfolgreich validiert, also im Sinne des Testvorgangs mit gleichen oder besseren Ergebnissen.

Die Vorteile bei der Verwendung von Industriekomponenten gegenüber den bislang üblichen Fluggeräten der OEMs sind erheblich: Einerseits wurde aufgrund der Verwendung der alternativen Leistungselektronik der Aufbau des Testsystems überhaupt erst möglich, da wichtige Daten wie die Ansteuersignale der Originalgeräte nicht verfügbar sind. Andererseits konnten die Kosten fast um den Faktor 10 reduziert werden, da die beiden Originalgeräte durch ein herkömmliches industrielles Antriebssystem ersetzt wurden. Dadurch konnten allein beim Aufbau des Prüfstands mehrere 100.000 Euro eingespart werden. Außerdem können durch das bessere Verständnis des Antriebs Fehler schneller identifiziert und behoben werden, was die Verfügbarkeit des Prüfstandes erhöht. Der durch „ERICOM" ermöglichte Aufbau des Testsystems wird Lufthansa Technik innerhalb der nächsten Jahre mehrere Millionen Euro einsparen.