Alle Arbeiten können grundsätzlich  auch als Forschungsmaster durchgeführt werden.

Offene Ausschreibungen

Themengebiet:

Forschungsmaster im Rahmen eines Forschungsvorhabens - Elektrische Antriebstechnik

Thema:

Bestimmung der Zusatzverluste durch Umrichterspeisung bei Synchronmaschinen

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

Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens in Kooperation mit der SIEMENS AG ist die Entwicklung eines Berechnungsmodells zur Bestimmung der Verluste bedingt durch die von einem Umrichter eingespeisten Spannungsoberschwingungen in permanenterregten Synchronmaschinen (PMSM) und Synchron-Reluktanz Maschinen (RSM).

Aufgaben:
  • Recherche und methodische Bewertung neuer Berechnungsansätze mit Hilfe von MATLAB
  • FEM-Modellerstellung zur Untersuchung von physikalischen Wirkmechanismen entkoppelt von sekundären Störgrößen
  • Messtechnische Verifikation an berreitgestellten Maschinenmustern am institutseigenen 400 kW-Prüfstand
  • Praktische Verifikation der Funktionalität
  • Dokumentation

Betreuer

Ansprechpartner

Richard Steckel Richard Steckel
M.Sc.
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

Themengebiet:

Forschungsmaster - Elektrische Antriebstechnik

Thema:

Einfluss der Fertigung auf das Betriebsverhalten von rotierenden elektrischen Maschinen

Stichworte:
  • Energietechnik
  • Antriebstechnik
  • Matlab
  • Ansys Maxwell

Die Eisenverluste in rotierenden elektrischen Maschinen können bisher nur unzureichend genau bestimmt werden. Hauptgrund dafür liegt in dem Einfluss der Fertigung auf das Betriebsverhalten. Sowohl die Ummagnetisierungsverluste als auch das Magnetisierungsverhalten verschlechtern sich durch den Fertigungsprozess.

Aufgabenfeld:
  • Durchführung von Messungen (Epsteinrahmen, Einzelblattester, Ringproben, Motorenprüfstände)
  • Numerische Feldberechnung von Elektromotoren (z.B. in Maxwell)
  • Analytische Berechnung von Elektromotoren (z.B. in Matlab) Standardumrichtern

Ansprechpartner

Michael Reinlein Michael Reinlein
M.Eng.

Betreuer

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

Philipp Löhdefink Philipp Löhdefink

Betreuer

Themengebiet:

Forschungsmaster - Elektrische Antriebstechnik

Thema:

(Semi-)Analytische Berechnung der Verluste in den Magneten von PM-Maschinen

Stichworte:
  • Elektromagnetismus
  • PMSM
  • FEM
  • Matlab
  • Ansys Maxwell

Die Verluste in den Magnete von PMSM entstehen primär durch Wirkelströme, die aufgrund von Nutungs- und Wicklungsoberwellen in die Permanentmagnete induziert werden. Sind diese Verluste und Maßnahmen zu deren Reduzierung nicht bekannt, besteht die Gefahr der thermischen Entmagnetisierung der Magnete, die zur Zerstörung der gesamten elektrischen Maschine führen kann.

Im Forschungsvorhaben wird ein Wissenstransfer in die Industrie angestrebt, die großes Interesse an diesem Themengebiet zeigt.

Betreuer

Ansprechpartner

Laufende Arbeiten

Themengebiet:

Bacheloer-/Masterarbeit- Elektrische Antriebstechnik

Thema:

Bestimmung der Magnetverluste in permanenterregten Synchronmasschinen mittels FEMAG

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

Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens in Kooperation mit der Siemens AG ist die Entwicklung eines (semi-)analytischen Berechnungsmodells für die Verlustbestimmung in Seltene-Erden-Magneten permanenterregter Synchronmaschinen (PMSM).

Aufgaben:
  • FEM-Modellerstellung und Berechnung der Magnetverluste mittels FEMAG und ANSYS Maxwell
  • Umsetzung der Kopplung zwischen MATLAB und FEMAG
  • Visualisierung der Berechnungsergebnisse mittels MATLAB
  • Dokumentation der Ergebnisse

Betreuer

Ansprechpartner

Tobias Gerlach Tobias Gerlach
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

Philipp Löhdefink Philipp Löhdefink

Betreuer

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

Philipp Löhdefink Philipp Löhdefink

Betreuer

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

Themengebiet:

Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit - Elektrische Antriebstechnik

Thema:

Echtzeit Antriebsregelung mit Matlab/Simulink

Stichworte:
  • Antriebstechnik
  • Matlab/Simulink
  • Mikrocontroller
  • FPGA
  • Regelungstechnik

Für die Evaluierung von neuartigen Regelalgorithmen ist die Performance von herkömmlichen Mikrocontrollern oft nicht ausreichend. Daher soll im Rahmen einer Projekt- oder Abschlussarbeit die Anbindung von neuen Echtzeitsystemen untersucht werden.

Ein wichtiger Kernpunkt hierbei wird die Codegenerierung aus Matlab/Simulink sein, welche in der heutigen Entwicklungsarbeit zunehmend Einzug erhält. Außerdem bekommt der Student einen tiefgreifenden Einblick in den Aufbau und die Funktionsweise eines Motors sowie dessen Ansteuerung. 

Asprechpartner

Philipp Löhdefink Philipp Löhdefink

Betreuer

Abgeschlossene Arbeiten

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.

Ansprechpartner

Betreuer

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.

Ansprechpartner

Betreuer

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

Ansprechpartner

Betreuer

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)

Ansprechpartner

Betreuer

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.

Ansprechpartner

Betreuer

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.

Ansprechpartner

Betreuer

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.

Ansprechpartner

Betreuer

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.

Ansprechpartner

Betreuer

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.

Ansprechpartner

Betreuer

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.

Ansprechpartner

Betreuer