Alle Arbeiten können grundsätzlich  auch als Forschungsmaster durchgeführt werden.

 

Themengebiet:

Masterarbeit (elektrische Antriebstechnik)

 

Thema:

Automatisierte Berechnung von Kaskadenmaschinen (MA)

 

Stichworte:
  • Kaskadenmaschine
  • Analytische und numerische (FEM) Berechnung elektrischer Maschinen
  • Automatisierte Generierung von FE-Modellen
  • Magnetkreisrechnung (mehrfrequent)
Aufgaben:
  • Einarbeitung der vorhandenen analytischen Berechnungsgänge in das allgemeine Berechnungsprogramm des Instituts ELSYS
  • Automatisierte Generierung von FE-Modellen mit ANSYS Maxwell aus dem Berechnungsprogramm
  • Erweiterung der analytischen Berechnung um semi-analytische Magnetkreisrechnungen zur Berücksichtigung von Sättigungseffekten
  • Verifikation der Magnetkreisrechnungen über die FE-Modelle sowie (optional) Messungen an einer vorhandenen Prototypmaschine
  • Automatisierte Berechnung von Kaskaden-maschinen unterschiedlicher Baugrößen und Polpaarzahlen
  • Gegenüberstellung der Berechnungsverfahren
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) – Leistungselektronik

Thema:

Kompakter DC-DC Wandler kleinerer Leistungsklasse (<100 W)

Stichworte:
  • Leistungselektronik
  • Schaltungsentwurf
  • Leiterplattendesign
  • DC-DC Wandler
Kurzbeschreibung:

Die rauen Anforderungen in Bahnanwendungen stellen große Herausforderungen in der Netzteilentwicklung dar. Das Forschungsvorhaben zielt darauf ab, mit mathematisch/modellbasierten Ansätzen die Entwicklung zu stützen sowie mit geeigneten Regelungsstrategien einen stabilen Betrieb zu ermöglichen. Abbildung 1 zeigt einige dieser Anforderungen, wobei ein großer Eingangsspannungsbereich, Unterbrechungen der Eingangsspannung bis zu 30 ms bei gleichbleibender Funktion sowie diverse Schutzmaßnahmen als Eingangsgröße dominieren. Der Wunsch nach einem möglichst hohen Wirkungsgrad geht einher mit der Steigerung der Integrationsdichte. Hierzu werden im Rahmen des Projektes planare Transformatoren als galvanische Trennung betrachtet.

Ansprechpartner

Michael Gerstner Michael Gerstner
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

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

Andreas Kremser Andreas Kremser
Prof. Dr.

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

Andreas Kremser Andreas Kremser
Prof. Dr.
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

Andreas Kremser Andreas Kremser
Prof. Dr.
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

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

Andreas Kremser Andreas Kremser
Prof. Dr.

Ansprechpartner

Andreas Kremser Andreas Kremser
Prof. Dr.