Messung
Foto: EnCN Kurt Fuchs

Alle Arbeiten können grundsätzlich auch als Forschungsmaster durchgeführt werden.

Offene Ausschreibungen

Online Effizienzoptimierung von DC/DC Wandlern durch den Einsatz eines Mikrocontrollers

Themengebiet

Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit/FoMa - Leistungselektronik

Thema

Online Effizienzoptimierung von DC/DC Wandlern durch den Einsatz eines Mikrocontrollers

Stichworte
  • Leistungselektronik
  • DC/DC Wandler
  • Effizienzsteigerung
  • Microcontroller
Themabeschreibung

Der Einsatz von Mikrocontrollern zur Regelung und Steuerung von DC/DC Wandlern ermöglicht ganz neue und übergreifende Ansätze zur Effizienz-steigerung. Großes Potential bietet beispielsweise die Schaltfrequenz, welche je nach Betriebspunkt variiert werden kann. In deiner Arbeit sollen einige Ansätze der online Effizienzoptimierung mittels Simulation und auch an vorhandener Hardware untersucht und bewertet werden. Den Beginn der Zusammenarbeit bildet eine umfassende Einarbeitung ins Thema sowie eine Recherche zu gängigen online Effizienz-optimierungen. Den Fortschritt daraus besprechen und reflektieren wir in regelmäßigen Treffen. Früh im Verlauf der Arbeit werden die ersten Ideen an der realen Hardware erprobt, was die ersten Teilerfolge sicherstellt und die Erfahrung erweitern soll. In etwa in der Mitte wird ein Verfahren ausgewählt, welches dann tiefgreifender untersucht werden kann.
Neben dem theoretischen Anteil ist diese Arbeit auch von zahlreichen praktischen Anteilen untermauert, was nicht nur die Ergebnisse stützt, sondern auch den Horizont, die Erfahrung und das Wissen aller verbessern wird.

Ihre Qualifikationen
  • erste Erfahrungen und Interesse an Mikrocontrollern (Programmiersprache C)
  • Grundkenntnisse von DC/DC Wandlern
  • Erfahrung mit MATLAB/Simulink
  • Motivation auch über den Tellerrand zu blicken
  • Eigenständiges und zielgerichtetes Arbeiten
  • Offene und kommunikative Art

Betreuer

Armin Dietz Armin Dietz
Prof. Dr.-Ing.

Ansprechpartner

Michael Gerstner Michael Gerstner

Anwendung von GaN oder SiC als Alternative zu Si-Halbleitern für DC/DC Wandler

Themengebiet

Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit/FoMa - Leistungselektronik

Thema

Anwendung von GaN oder SiC als Alternative zu Si-Halbleitern für DC/DC Wandler

Stichworte
  • Leistungselektronik
  • DC/DC Wandler
  • GaN, SiC, Si - Halbleiter
  • Schaltverhalten
Themabeschreibung

Der aktuelle Forschungs- und Entwicklungstrend von DC/DC Wandlern geht weg von reinen Silizium-Halbleitern hin zu den sogenannten Wide-Bandgap-Devices, wie SiC und GaN. In deiner Arbeit soll ein schon vorhandenes Netzteil mit Silizium-Halbleitern auf einen dieser neuartigen Halbleiter umgerüstet werden. Den Beginn der Zusammenarbeit bildet eine umfassende Recherche zu den einzelnen Halbleitern. Diese Recherche dient im Verlauf der Arbeit als Entscheidungsträger für die spätere Auswahl. Den Fortschritt daraus besprechen und reflektieren wir in regelmäßigen Treffen. Etwa nach der Hälfte der Arbeit tauschen wir den Silizium-Halbleiter gegen die gemeinsam getroffene Auswahl und bestellen neue Prototypen davon. Diese können dann anschließend für einen direkten Vergleich verwendet werden. Umfassende Test im Labor und Vergleiche zu den erstellten Simulationen runden die Arbeit schließlich ab.
Neben dem theoretischen Anteil ist diese Arbeit auch von zahlreichen praktischen Anteilen untermauert, was nicht nur die Ergebnisse stützt, sondern auch den Horizont, die Erfahrung und das Wissen aller verbessern wird.

Aufgaben
  • Einarbeitung in das Thema
  • Simulation mittels LTspice
  • Auswahl des Halbleiters
  • Messtechnische Charakterisierung von Halbleitern
  • Prototypenaufbau und Verifikation im Labor
  • Untersuchung des Schaltverhaltens der Halbleiter
  • Dokumentation
Ihre Qualifikationen
  • Grundkenntnisse von DC/DC Wandlern
  • Erfahrung mit LTspice erwünscht
  • Interesse an Halbleitern
  • Motivation auch über den Tellerrand zu blicken
  • Eigenständiges und zielgerichtetes Arbeiten
  • Offene und kommunikative Art

            Betreuer

            Armin Dietz Armin Dietz
            Prof. Dr.-Ing.

            Ansprechpartner

            Michael Gerstner Michael Gerstner
            Themengebiet:

            Bachelor/Masterarbeit (BA/MA) – Elektrische Antriebstechnik

            Thema:

            Modellbasierte Prädiktive Regelung (MPC)

            Stichworte:
            • Modellbasierte Prädiktive Regelung (MPC)
            • Regelung von Antrieben
            • Mehrphasenmaschine
            Kurzbeschreibung:

            Im Rahmen des Forschungsprojektes EnCN2 soll die modellbasierte prädiktive Regelung (MPC) auf Mehrphasenmaschinen angewandt werden. Mehrphasige elektrische Antriebssysteme erhalten zunehmend Aufmerksamkeit im Bereich anwendungsnaher Forschung aufgrund der erhöhten Ausfallsicherheit und Drehmomentdichte. Die modellprädiktive Regelung bietet hierbei die ideale Grundlage für die Ansteuerung und Optimierung der komplexen und nichtlinearen Regelstrecke. Mit Hilfe der Simulationsumgebung MATLAB/Simulink soll hierbei die Modellbildung und Evaluierung der Regelung durchgeführt werden, welche als Grundlage für eine experimentelle Evaluierung dient.

            Betreuer

            Name Kontakt
            Armin Dietz Armin Dietz
            Prof. Dr.-Ing.

            Ansprechpartner

            Name Kontakt
            Sebastian Wendel Sebastian Wendel
            M.Sc.
            Themengebiet

            Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit/FoMa - Leistungselektronik

            Thema

            DC/DC Wandler für einen weiten Eingangsspannungsbereich

            Stichworte
            • planare Transformation
            • Regelung
            • Design DC/DC Wandler
            Kurzbeschreibung

            Im Feld der DC/DC Wandler gibt es eine Vielzahl an unterschiedlichen und spannenden Aufgaben, Herausforderungen unt Tätigkeiten. Neben dem klassischen Design sind auch Themenfelder der digitalen Regelung oder des Entwurfs von Transformatoren interessante Aspekte.

            Wenn dich Themen runf um DC/DC Wandler interssieren, dann passt du perfekt in unser Team. Mögliche Fragestellungen/Aufgaben sind:

            • Vergleiche unterschiedlichster Wandler
            • Untersuchung an 2stufigen DC/DC Wandlern
            • Wie wähle ich einen DC/DC Wandler aus?
            • GaN, SiC oder Si-Halbleiter
            • Digitale Regelung von Netzteilen
            • Design von planaren Transformatoren

            Viele Themenstellungen ergeben sich aber auch aus persönlichen Gesprächen. Daher seid Ihr gefragt, euch von Beginn an aktiv zu beteiligen!

            In eigentlich allen Feldern gibt es schon Vorarbeiten, was euch den Einstieg erleichtern wird. Alle Arbeiten werden durch praktische Anteile im Labor begleitet, was nicht nur die Ergebnisse stützt, sondern auch den Horizont, die Erfahrung und das Wissen aller verbessern wird.

            Aufgaben (abhängig vom Thema)
            • Einarbeitung ins Thema
            • Simulations mittels MATLAB/Simulink/LTspice
            • Prototypenaufbau und Messungen an realer Hardware
            • Dokumentation
            Ihre Qualifikationen
            • erste Erfahrung und Interesse an Microcontrollern (Programmiersprache C)
            • Grundkenntnisse von DC/DC Wandlern
            • Erfahrung mit MATLAB/Simulink
            • Motivation auch über den Tellerrand zu blicken
            • Eigenständiges und zielgerichtetes Arbeiten
            • Offene und kommunikative Art

            Betreuer

            Name Kontakt
            Armin Dietz Armin Dietz
            Prof. Dr.-Ing.

            Ansprechpartner

            Name Kontakt
            Michael Gerstner Michael Gerstner
            Themengebiet:

            Bachelor/Masterarbeit (BA/MA) – Elektrische Antriebstechnik

            Thema:

            Modellbasierte Prädiktive Regelung (MPC)

            Stichworte:
            • Modellbasierte Prädiktive Regelung (MPC)
            • Regelung von Antrieben
            • Feldschwächbereich
            Kurzbeschreibung:

            Im Rahmen des Forschungsprojektes EnCN2 soll die modellbasierte prädiktive Regelung (MPC) in Bezug auf die vorteilhafte Ansteuerung von elektrischen Antriebssystemen untersucht werden.
            Die modellprädiktive Regelung erhält zunehmend Aufmerksamkeit im Bereich anwendungsnaher Forschung aufgrund der flexiblen Anwendung sowie der vorrauschauenden Optimierung der Stellgrößenwahl. MPC bietet prinzipbedingt die ideale Grundlage für die Ansteuerung und Optimierung von komplexen und nichtlinearen Regelstrecken. Mit Hilfe der Simulationsumgebung MATLAB/Simulink soll hierbei die Modellbildung und Evaluierung der Regelung erfolgen, sowie als Grundlage für eine experimentelle Evaluierung dienen. Die genannte Abschlussarbeit soll in enger Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Bernhard Wagner, aus dem Bereich Regelungstechnik, erfolgen.

            Betreuer

            Name Kontakt
            Armin Dietz Armin Dietz
            Prof. Dr.-Ing.

            Ansprechpartner

            Name Kontakt
            Sebastian Wendel Sebastian Wendel
            M.Sc.
            Themenbeschreibung:

            Dieser Algorithmus, der die Absolutwerte von Gate-Spannung und Gate-Strom verwendet, ist in verschiedenen Betriebspunkten mit Hilfe eines Schaltversuchsstands (s. Abb. 2) zu testen und weiterzuentwickeln. Die Programmierung der State Machine des Algorithmus zur Kurzschlusserkennung ist im FPGA des vorhandenen Treibers zu realisieren.

            Aufgaben:
            • Einarbeitung in das Schaltverhalten von IGBTs (bzw. SiC-MOSFETs)
            • Testen des aktuellen Algorithmus für verschiedene Betriebspunkte mit verschiedenen IGBT Generationen
            • Weiterentwicklung des Algorithmus
            • Dokumentation

             

            Qualifikationen:
            • Grundlegendes Verständnis von IGBTs/ MOSFETs und deren Ansteuerung
            • Grundkenntnisse von MATLAB
            • Erfahrungen mit VHDL-Programmierung und/oder automatisierter VHDL-Code-Generierung sind wünschenswert
            • Eigenständiges und zielgerichtetes Arbeiten

            Ansprechpartner

            Markus Zocher Markus Zocher
            M.Eng.
            Kurzbeschreibung:

            Mit über 8.600 Mitarbeitern ist AVL das weltweit größte unabhängige Unternehmen für die Entwicklung von Antriebssystemen (Verbrennungsmotoren, Hybrid Systeme, elektrische Antriebe) sowie Simulation und Prüftechnik für PKW, LKW und Schiffsmotoren

            Themengebiet:

            Bachelor/Masterarbeit (BA/MA) – Elektrische Antriebstechnik

            Thema:

            Modellbasierte Motorregelung mit Single-Shunt Strom-Messung

            Stichworte:
            • Motorregelung
            • Schaltungsentwurf
            • Modellbildung und Algorithmenentwurf in MATLAB/Simulunk
            • Experimentelle Verifikation
            Kurzbeschreibung:

            Im Bereich der Motorregelung spielt der wirtschaftliche Druck, hochperformante Systeme zu immer günstigeren Preisen anbieten zu können, schon immer eine große Rolle. Daher wird häufig versucht, Funktionalität von Hardware-Bausteinen in Software zu verlagern. In dieser Arbeit sollen Ansätze untersucht werden, um einen dreiphasigen Motor mit einem einzigen Stromsensor statt den üblichen zwei oder drei Sensoren zu betreiben und zu regeln („Single-Shunt Strommessung).

            Ansprechpartner

            Michael Hoerner Michael Hoerner
            M.Sc.

            Betreuer

            Armin Dietz Armin Dietz
            Prof. Dr.-Ing.
            Themengebiet:

            Projekt-/Bachelorarbeit - Elektrische Antriebstechnik und Automatisierungstechnik

            Thema:

            Prüfstandautomatisierung mittels LabVIEW

            Stichworte:
            • Antriebstechnik
            • Automatisierung
            • elektrische Maschinen
            • LabVIEW

            Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die Automatisierung von Messabläufen am institutseigenen 400 kW-Antriebsprüfstand am Energie Campus Nürnberg (EnCN) mittels LabVIEW.

            Für die Erstellung von Wirkungsgradkennfeldern ist die Messung der dafür notwendigen Parameter an einer Vielzahl unterschiedlicher Betriebspunkte der elektrischen Maschine notwendig. Hierfür müssen de Belastungsmaschine und der zu vermessende Antrieb über entsprechende Schnittstellen angesteuert und die Messdaten der Messgeräte ausgelesen und verarbeitet werden. 

            Ansprechpartner

            Richard Steckel Richard Steckel
            M.Sc.

            Betreuer

            Armin Dietz Armin Dietz
            Prof. Dr.-Ing.
            Themengebiet:

            Forschungsmaster - Elektrische Antriebstechnik

            Thema:

            Intelligente Antriebstechnik für Industrie 4.0

            Stichworte:
            • Antriebstechnik
            • Matlab/Simulink
            • Mikrocontroller
            • Regelungstechnik
            • Modell Prädiktive Regelung (MPC)

            Neue Ansteuerkonzepte für Antriebe und leistungselektronische Systeme (z.B. Netzeinspeisung, Batteriesysteme, usw.) ermöglichen im Rahmen des Gedankens von Industrie 4.0 einen energieeffizienteren Betrieb sowie eine „online“ Diagnose. Diese Diagnose kann Aufschluss über den Zustand des Systems geben (Temperatur, Verschleiß, Lagerschaden, usw.).

            Eines der vielversprechendsten neuen Ansteuerkonzepte ist die Modell Prädiktive Regelung (MPC), welche ein reges Interesse aus dem industriellen Umfeld erfährt.

            Ansprechpartner

            Sebastian Wendel Sebastian Wendel
            M.Sc.

            Betreuer

            Armin Dietz Armin Dietz
            Prof. Dr.-Ing.

            Laufende Arbeiten

            Themengebiet:

            Forschungsmaster im Rahmen eines Forschungsvorhabens - Elektrische Antriebstechnik

            Thema:

            Innovative energieeffiziente Antriebe mit Mehrphasenmaschinen

            Stichworte:
            • Berechnung elektrischer Maschinen
            • FEM Berechnung
            • Elektrische Antriebstechnik

            Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Beschreibung allgemeingültiger Berechnungsansätze für mehrsträngige Induktionsmaschinen sowie geeignete Ansteuerkonzepte und -verfahren von Standardindustrieumrichtern, mit denen mehrphasige Induktionsantriebe methodisch ausgelegt und optimiert werden können um somit die hohen Anforderungen für den Einsatz der Antriebe in industrieller Umgebung erfüllen zu können.

            Aufgaben:
            • Erstellung eines allgemeingültigen Berechnungsmodells für mehrsträngige Induktionsmaschinen mittels MATLAB
            • FEM-Modellerstellung zur Verifikation des Berechnungsmodells
            • Ansteuerung der mehrsträngigen Induktionsmaschine mit baugleichen Standardumrichtern

            Ansprechpartner

            Richard Steckel Richard Steckel
            M.Sc.

            Betreuer

            Andreas Kremser Andreas Kremser
            Prof. Dr.
            Projektziel:

              Die Einsatzmöglichkeiten von 3D-Druckern im Be-reich der Entwicklung von elektrischen Maschinen soll im Rahmen einer Projektarbeit untersucht werden.

              Themabeschreibung:

              Durch den Einsatz von ferromagnetischen Fila-ment ist es möglich, Teile von elektrischen Ma-schinen mittels 3D-Druch herzustellen.

              Mit dieser Fertigungsmethode ist es möglich kostengünstige Prototypen anzufertigen um beispielsweise innovative Maschinenkonzepte zu untersuchen.

              Ihre Aufgabe wird es sein, solche Prototypen her-zustellen und dabei die Grenzen des ferromagnetischen 3D-Drucks zu ermitteln.

              Die Projektarbeit beinhaltet:
              • Bestimmen der Eigenschaften von ferro-magnetischen Filament
              • Konstruktion
              • Aufbau von 3D gedruckten Prototypen
              • Inbetriebnahme der Prototypen
              Ihre Qualifikationen:
              • Eigenständiges und zielgerichtetes Ar-beiten
              • CAD Kenntnisse
              • Kenntnisse in der elektrischen Antriebstechnik

                        Betreuer

                        Armin Dietz Armin Dietz
                        Prof. Dr.-Ing.

                        Ansprechpartner

                        Lukas Rabenstein Lukas Rabenstein
                        M.Sc.
                        Projektziel:

                          Im Rahmen des Forschungsprojektes BlauPower soll ein hocheffizientes und kostengünstiges System für Kleinwasserkraftwerke entwickelt werden. Stand der Technik wird eine Asynchronmaschine (ASM) als Generator eingesetzt, die über ein Getriebe vom Wasserrad angetrieben wird und direkt ins Netz einspeist. Aufgrund dieses Aufbaues muss die Drehzahl am Wasserrad immer konstant sein. Dies führt zu Teilweise schlechten Betriebspunkten des Wasserrades.

                          Themabeschreibung:

                          Um das Wasserrad effizienter zu betreiben soll ein drehzahlvariables System eingesetzt werden. Somit muss ein Frequenzumrichter zwischen Generator und Netz eingesetzt werden. Da zusätzlich auf ein Getriebe verzichtet werden soll wird als Generator eine Transversalflussmaschine (TFM), die bei kleinen Drehzahlen und großen Drehmomenten vergleichsweise effizient ist, eingesetzt.

                          Die Netzeinspeisung sowie die Verwendung einer TFM stellen spezielle Anforderungen an den verwendeten Frequenzumrichter.

                          Für diesen Anwendungszweck soll im Rahmen einer Abschlussarbeit ein Frequenzumrichter aus-gelegt, aufgebaut und in Betrieb genommen werden.

                          Die Projektarbeit beinhaltet:
                          • Einarbeitung in den Stand der Technik im Bereich Antriebstechnik und Frequenz-umrichtersysteme
                          • Auslegen der elektrischen Komponenten
                          • Entwickeln des Kühlkonzeptes für den Leistungsteil
                          • Aufbau des Frequenzumrichters
                          • Einarbeitung in das institutseigene Softwareframework
                          • Inbetriebnahme des Frequenzumrichters
                          • Einbindung des Frequenzumrichters in das bestehende Prüfstandsystem
                          Ihre Qualifikationen:
                          • Eigenständiges und zielgerichtetes Arbeiten
                          • Grundkenntnisse von Schaltungstechnik, Leistungselektronik
                          • Grundkenntnisse in der Programmierung (C, Matlab/Simulink)
                          • Elektrotechnische Ausbildung ist wünschenswert

                                    Betreuer

                                    Armin Dietz Armin Dietz
                                    Prof. Dr.-Ing.

                                    Ansprechpartner

                                    Lukas Rabenstein Lukas Rabenstein
                                    M.Sc.
                                    Themengebiet:

                                    Bachelor/Masterarbeit (BA/MA) – Elektrische Antriebe

                                    Thema:

                                    Mechanische und thermische Auslegung von elektrischen Maschinen

                                    Kurzbeschreibung:

                                    Ziel der Abschlussarbeit ist die Entwicklung eines mechanisch- / thermischen Modells einer elektrischen Maschine um diese Effekte bei der Auslegung berücksichtigen zu können. Ihre Aufgabe ist die Kopplung der elektromagnetische Feldrechnung an die numerische Simulationen für Strukturmechanik und Temperaturfelder (mit ANSYS Workbench). Weiterhin überführen Sie die Erkenntnisse der numerischen Simulation in ein ver-einfachtes, analytisches Ersatzmodell. Die entstandenen Modelle validieren Sie mess-technisch an Prototypen- bzw. Serienmaschinen.

                                    Betreuer

                                    Name Kontakt
                                    Armin Dietz Armin Dietz
                                    Prof. Dr.-Ing.

                                    Ansprechpartner

                                    Name Kontakt
                                    Lukas Rabenstein Lukas Rabenstein
                                    M.Sc.
                                    Themenbeschreibung:

                                    Für die Entwicklung dieses neuartigen Ansteuerkonzepts muss das Schaltverhalten verschiedener IGBT und SiC-MOSFET-Generationen analysiert werden. Als Basis für die Kurzschlusserkennung soll beispielsweise der Verlauf der Gate-Spannung und des Gate-Stroms dienen. Für diese Untersuchungen ist der aktuell aufgebaute Schaltversuchsstand passend zu erweitern.

                                    Aufgaben:

                                    - Einarbeitung in das Schaltverhalten von IGBTs (bzw. SiC-MOSFETs), „Kennenlernen“ des aktuellen Workflows

                                    - Durchführen von Schaltversuchen mit dem bisherigen Aufbau

                                    - Aufbau und Vermessung einer Lastinduk-tivität mit mehreren Abgriffen für den Versuchsstand

                                    - Teil-Automatisierung des Prüfstands mit MATLAB oder LabView

                                    - Durchführung der Charakterisierung ei-nes Leistungshalbleiters mit geändertem Aufbau

                                    - Dokumentation

                                    Qualifikationen:

                                    - Grundlegendes Verständnis von IGBTs/ MOSFETs und deren Ansteuerung

                                    - Erfahrungen mit MATLAB/Simulink sind wünschenswert

                                    - Grundkenntnisse in der Programmiersprache C bzw. C++ sind von Vorteil

                                    - Eigenständiges und zielgerichtetes Arbeiten

                                    Ansprechpartner

                                    Markus Zocher Markus Zocher
                                    M.Eng.
                                    Beschreibung:

                                    Im Rahmen eines kooperativen Forschungsprojektes mit dem Industriepartner Afag GmbH soll die modellbasierte prädiktive     Regelung     (MPC)     auf     mechatronische Schwingförderer  angewandt   werden.  Hierbei  soll  die Simulationsumgebung MATLAB/Simulink für die Modell- bildung und Evaluierung der Regelung genutzt werden, welche  als  Grundlage  für  eine  reale  Anwendung  dient. Ziel ist der Wissenstransfer von Forschung zur Industrie.

                                        Die Projektaufgabe beinhaltet

                                        -     Modellierung von elektrischen und mechanischen Regelstrecken
                                        -     Entwurf von Regelalgorithmen (Simulation und Experimentell)
                                        -     Programmieren von Echtzeitsystemen mittels RCP
                                        -     Ansteuerung von realen Antriebssystemen

                                                  Betreuer

                                                  Armin Dietz Armin Dietz
                                                  Prof. Dr.-Ing.

                                                  Ansprechpartner

                                                  Sebastian Wendel Sebastian Wendel
                                                  M.Sc.

                                                  Abgeschlossene Arbeiten

                                                  Themengebiet:

                                                  Bachelor/Masterarbeit (BA/MA) – Elektrische Antriebstechnik

                                                  Thema:

                                                  Konzeptentwurf eines Fluggeräts

                                                  Stichworte:
                                                  • Innovative Idee
                                                  • Systementwurf
                                                  • Simulation
                                                  Kurzbeschreibung:

                                                  Elektrische Antriebe werden zunehmend auch für Anwendungen des elektrischen Fliegens eingesetzt. Sei es für die Lageerkundung bei Rettungseinsätzen, Lastentransport von Gütern in Bergregionen oder künftig für den individuellen und kommerziellen Transport von Personen. Die Anforderungen an Leistungsvermögen und Ausfallsicherheit bei autonomen/teilautonomen Fluggeräten sind hoch, insbesondere beim Transport von Personen. In einer ersten Konzeptstudie soll ein Entwurf für eine fliegendes Ein-Personen Rettungsgerät entstehen, der neben Entwurfsrechnungen auch in Simulation untersucht werden soll.

                                                  Betreuer

                                                  Name Kontakt
                                                  Armin Dietz Armin Dietz
                                                  Prof. Dr.-Ing.

                                                  Ansprechpartner

                                                  Name Kontakt
                                                  Michael Hoerner Michael Hoerner
                                                  M.Sc.
                                                  Themengebiet:

                                                  Bacheloerarbeit

                                                  Thema:

                                                  Wirtschaftlich/Technische Analyse der Kaskadenmaschine

                                                  Stichworte:    
                                                  • Berechnung elektrischer Maschinen
                                                  • Antriebssysteme/Generatorsysteme
                                                  • Elektrische Antriebstechnik                

                                                  Da die Kaskadenmaschine eine sehr innovative Art von Elektromotor bzw. -generator ist, gibt es noch sehr wenig Betrachtungen zur Wirtschaftlichkeit eines Systems mit der Kaskadenmaschine.
                                                  Die Aufgabenstellung der Bachelorarbeit umfasst die Analyse von gängigen Antriebssystemen auf Basis von permanenterregten Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen, sowie eine ausführliche Analyse eines Systems mit Kaskadenmaschine. Dabei sollen sowohl technische, als vor allem auch wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt werden.

                                                  Aufgaben:
                                                  • Einarbeitung in den Stand der Technik im Bereich Antriebssysteme / Generatorsysteme
                                                  • Analyse gängiger Systeme
                                                  • Technische Betrachtung
                                                  • Wirtschaftliche Betrachtung
                                                  • Vergleich: Stand der Technik – Kaskadenmaschine
                                                  • Untersuchung der Industrialisierbarkeit der Kaskadenmaschine
                                                  • Abschließende Bewertung

                                                  Ansprechpartner

                                                  Betreuer

                                                  Armin Dietz Armin Dietz
                                                  Prof. Dr.-Ing.
                                                  Themengebiet:

                                                  Bacheloerarbeit

                                                  Thema:

                                                  Reduzierter Frequenzumrichter für eine Kaskadenmaschine

                                                  Stichworte:
                                                  • Berechnung elektrischer Maschinen
                                                  • Antriebssysteme/Frequenzumrichtersysteme
                                                  • Elektrische Antriebstechnik

                                                  Im aktuellen Stand des Forschungsprojekts der Kaskadenmaschine wird ein vorhandener Frequenzumrichter verwendet, dessen Leistung und Baugröße deutlich größer als nötig ist. Aufgabe der Bachelorarbeit ist es, den aktuellen Stand aufzunehmen und eine an die Leistung angepasste Version zu entwerfen, aufzubauen und in Betrieb zu nehmen. Zur Erprobung steht der vorhandene Prototyp der Kaskadenmaschine zur  Verfügung.  Die Herausforderung ist, ein robustes, kleines System zu entwickeln, welches sich im Idealfall direkt auf die Maschine montieren lässt.

                                                  Aufgaben:
                                                  • Einarbeitung in den Stand der Technik im Bereich Antriebstechnik und Frequenzumrichtersysteme
                                                  • Aufnahme der Anforderungen an das System
                                                  • Konzeption der Umsetzung
                                                  • Aufbau
                                                  • Inbetriebnahme und Test
                                                  • Abschließende Bewertung

                                                  Ansprechpartner

                                                  Betreuer

                                                  Armin Dietz Armin Dietz
                                                  Prof. Dr.-Ing.
                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Microcontroller, DSP

                                                  Thema:

                                                  Farbdisplay auf Basis organischer LED an Microchip PIC 18 Controller betreiben

                                                  Stichworte:
                                                  • Microcontroller
                                                  • LED

                                                  Anwendungsgebiet: Smart Home Application
                                                  Erstellen von grundlegenden Funktionsbibliotheken zur Initialisierung und zum Darstellen von Objekten auf dem Display.

                                                  Vergleich Energieverbrauch zu Standard-LCD Technik anhand eines vorhandenen kleinen Displays. Entwicklung einer Beispielapplikation zur Darstellung von Temperaturen und Betriebszustände.

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Microcontroller, DSP

                                                  Thema:

                                                  Analogausgänge auf 4 Kanälen für PIC 18 Board für Stellantriebe

                                                  Stichworte:
                                                  • Microcontroller
                                                  • PIC 18 Board
                                                  • Stellantriebe

                                                  Hardwareentwicklung PWM oder DAC Komponenten an µC anbinden.
                                                  Software Module / Objekte zur Ausgabe der analogen Spannungen.

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Microcontroller, DSP

                                                  Thema:

                                                  Powerline Module für DC Netze

                                                  Stichworte:
                                                  • Microcontroller
                                                  • DC Netze
                                                  • Powerline Module

                                                  Module vorhanden. Inbetriebname, Untersuchung und Quantifizierung der Störfestigkeit der Übertragung auf DC Netze im Spannungsbereich ca. 400V bis 800V

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Microcontroller, DSP

                                                  Thema:

                                                  3D-Darstellung von DSP Boards in Eagle

                                                  Stichworte:
                                                  • Microcontroller
                                                  • Eagle

                                                  Anlegen der Bibliotheken für unsere Projekte (DSP Plattformboards)

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Leistungselektronik

                                                  Thema:

                                                  Aufbau eines IGBT Stromrichters für das Praktikum Leistungselektronik

                                                  Stichworte:
                                                  • Leistungselektronik
                                                  • IGBT
                                                  • Stromrichter

                                                  Zwei-dreiphasige Stromrichterbrücken sollen mit einer DSP Steuerung verbunden werden und als Kompaktaufbau nach Vorgaben und Schaltplänen erstellt werden.
                                                  Baugruppe, Schaltpläne und Software sind vorhanden.

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Leistungselektronik

                                                  Thema:

                                                  Simulationstool für thermische Auslegung von Kühlsystemen für Leitungsteile

                                                  Stichworte:
                                                  • Leistungselektronik
                                                  • Simulationstool
                                                  • Kühlsystem

                                                  Für luft- und wassergekühlte Stromrichter soll ein Tool erstellt werden zur 3D Simulation der Temperaturen an den Halbleitern und Kühlkörpern. Zunächst sollen die physikalischen Zusammenhänge untersucht werden und geeignete Modell erstellt werden. Diese Modelle sollen so vereinfacht werden, dass mithilfe einer Beschreibung des Aufbaus und der Komponenten eine vereinfachte Berechnung in einer Tabellenkalkulation (z.B. Excel) durchgeführt werden kann.

                                                  Exemplarisch sollen die Funktionsfähigkeit und die Genauigkeit an Beispielen überprüft werden.

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Leistungselektronik

                                                  Thema:

                                                  Langzeitverhalten von IGBT Modulen

                                                  Stichworte:
                                                  • Leistungselektronik

                                                  Untersuchung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften von bereits gealterten IGBT Modulen. Es sollen darauf Erkenntnisse über Schädigungsmechanismen und Degradation der Verbindungstechnik gewonnen werden. Diese sollen mit bereits von anderen Instituten veröffentlichten Untersuchungen verglichen werden.

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit

                                                  Thema:

                                                  Energieeffizienz Studie für ELSYS / GPE

                                                  Stichworte:
                                                  • Leistungselektronik
                                                  • Energieeffizienz

                                                  Untersuchung der Energieverbräuche, Installation der Messtechnik, Verknüpfung der Daten und Auswertung. Identifikation von Einsparpotenzialen und Umsetzungsplänen.

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit

                                                  Thema:

                                                  Untersuchung verschiedene Verfahren zur integrierten Spannungsmesstechnik für Stromrichter

                                                  Stichworte:
                                                  • Leistungselektronik
                                                  • Spannungsmesstechnik
                                                  • Stromrichter

                                                  Potenzialgebundene und isolierte Übertragungstechnik. Untersuchung des Frequenzverhaltens, Genauigkeit und Störfestigkeit.

                                                  Themengebiet:

                                                  Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit

                                                  Thema:

                                                  Ladestation für Elektrofahrzeuge mit einstellbarem Ladestrom

                                                  Stichworte:
                                                  • Leistungselektronik
                                                  • Ladestation
                                                  • Elektrofahrzeuge

                                                  Über das Pilotsignal soll der Ladestrom vorgegeben werden. Im ersten Schritt wird ein kommerziell erhältliches Steuergerät untersucht. Anschließend soll das Pilotsignal über einen Linux-Controller erzeugt und an das Fahrzeug ausgegeben werden.