Institut für elektrische Antriebe und Leistungselektronik · Finite-Elemente Berechnungen • Messtechnik • Elektrische Antriebstechnik ... • Konstruktion und Design • Sensorik

Masterarbeitsthemen

Institut für elektrische Antriebe und Leistungselektronik

Themengebiete:

• Elektromagnetische Feldtheorie /

Finite-Elemente Berechnungen

• Messtechnik

• Elektrische Antriebstechnik

Beschreibung:

Aufgrund von Skin- und Proximity-Effekten steigen die ohmschen Verluste in Wicklungen elektrischer

Maschinen bei steigender Frequenz an. Dies ist auf die Reduktion des effektiven Leiterquerschnitts und

dadurch eines erhöhten Wicklungswiderstandes zurückzuführen. Speziell bei Maschinen für hohe

Drehzahlen beziehungsweise hohe Polzahlen wirkt sich das negativ auf das Betriebsverhalten aus. In

dieser Arbeit soll sowohl mithilfe Finiter-Elemente-Software als auch mit praktischen Messaufbauten die

Widerstandserhöhung quantifiziert werden. Dies kann dann zur Bestimmung der Auswirkungen auf das

Betriebsverhalten von elektrischen Maschinen verwendet werden.

Aufgaben/Ziele:

• Einarbeitung in die Skin- und Proximity-Effekt-Theorie

• Konzeption geeigneter Anordnungen für die Quantifizierung der Effekte an praktischen Beispielen

• Numerische Berechnung und Vermessung der Versuchsaufbauten

Ansprechpersonen: Gerd Bramerdorfer, [email protected], Tel.: +43-732-2468 6431, Raum MT 0261

Edmund Marth, [email protected], Tel.: +43-732-2468 6432, Raum MT 0261

Bachelorarbeit / Masterarbeit

Analyse der Auswirkungen von frequenzabhängigen

Wicklungswiderständen auf das Betriebsverhalten

elektrischer Maschinen

mailto:[email protected]


Themengebiete:

• Lagerloser Motor und dessen Regelung

• Konstruktion und Design

• Sensorik und Leistungselektronik

Beschreibung:

Das Institut hat im Bereich der lagerlosen Scheibenläufermotoren schon einiges an Erfahrung

gesammelt. In dieser Arbeit soll der bisher kleinste Scheibenläufermotor aufgebaut werden. Eine

Miniaturisierung ist nämlich in vielen Bereichen und Anwendungen (etwa in der Medizin- und

Pharmaindustrie) unumgänglich. Die geringe Baugröße stellt große Anforderungen insbesondere an die

Sensorik (sowohl zur Messung der Winkellage aus auch der Rotorposition).

Diese Arbeit bietet die Möglichkeit praktische Erfahrung in der Auslegung von elektrischen Maschinen,

deren Auslegung und Konstruktion sowie in der dazugehörigen Leistungselektronik (Halbbrücken-

schaltung mit PWM-Ansteuerung) und Regelungstechnik (Eingangs-/Zustands-Linearisierung) zu

sammeln bzw. zu vertiefen.

Aufgaben/Ziele:

• Einarbeitung ins Gebiet der lagerlosen Motoren

• Optimierung, Design und Aufbau eines Prototypen

• Inbetriebnahme und Vermessung

• Dokumentation

Masterarbeit

Miniaturisierung eines lagerlosen Scheibenläufers

Ansprechpersonen: Wolfgang Gruber, [email protected], Tel.: +43-732-2468 6435, Raum MT 0265

Elisabeth Göbl, [email protected], Tel.: +43-732-2468 6449, Raum MT 0250



Masterarbeit

Lagerloser Doubly Salient Scheibenläufermotor

Themengebiete:

• Magnetlagertechnik

• Design und Entwurf

• Regelungstechnik

• Sensorik und Messtechnik

Beschreibung:

Ein neuartiger lagerloser Motor soll entworfen und untersucht werden. Der lagerlose Doubly Salient Motor

unterscheidet sich vom ‚herkömmlichen‘ lagerlosen Scheibenläufermotor vor allem durch die Art der

Flussführung. Die Permanentmagnete befinden sich im Stator, der Rotor kommt ohne Magnetmaterial aus.

Nach der Einarbeitung ins Themengebiet und der Literaturrecherche ist zur Erstellung eines Prototypen

vorerst eine Optimierung der Betriebseigenschaften durch 2D/3D Simulationswerkzeuge notwendig. Danach

erst kann das Design des Motors (vorzugsweise in ProE) und die Fertigung erfolgen.

Die Inbetriebnahme des Motors (Sensoren und Leistungselektronik sind vorhanden), sowie diverse

Messungen schließen die Masterarbeit ab. Die Regelung des System selbst erfolgt mit Hilfe eines

etablierten Regelschemas zur Entkoppelung von Drehmoment und Tragkräften in X2C.

Aufgaben/Ziele:

• Einarbeitung ins Themengebiet lagerloser Motoren

• Optimierung (durch 2D bzw. 3D Simulation) und Design

• Fertigung, Aufbau und Inbetriebnahme(Messungen) des Prototypen

• Dokumentation





Themengebiete:

• Lineare Elektromotoren

• Sensorik und Messtechnik

• Elektronik (Sensorik und deren Auswertung)

Beschreibung:

Zur Messung der Läuferposition eines tubularen Linearmotors relativ zum Stator steht meist nicht viel Platz

zur Verfügung. Ein kostengünstiges maßgeschneidertes Sensorsystem bietet hier entscheidende Vorteile für

z.B. lagerlose Linearmotoren.

Idee:

Acht Wirbelstromsensoren messen auf zwei konische Abschnitte am Läufer und bestimmen daraus die Lage

des Läufers im Stator in fünf Freiheitsgraden. Der Prototyp eines linearer oszillierenden Linearmotors mit

5DOF Sensor steht für die Masterarbeit zur Verfügung

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zu integrierten Sensoren für Linearmotoren

• Entwurf eines Auswertungskonzepts der 8 Sensoren zur Kompensaton von systematischen Messfehlern

• Optimierung des Konzepts

• Inbetriebnahme und Validierung am Prototyp

• Dokumentation (Masterarbeit)

Masterarbeit

5 DOF Positionssensor für Linearmotoren

Ansprechpersonen: Florian Poltschak, [email protected], Tel.: +43-732-2468 6436, Raum MT 0249


Themengebiete:


• Magnetlagertechnik


Beschreibung:

Aufgrund großer Beschleunigungen können bei linear oszillierenden Motoren Kugellager nur

eingeschränkt eingesetzt werden. Eine Alternative dazu stellen ungeschmierte – trockenlaufende –

Gleitlager dar. Diese leiden aber an signifikanten Reibungsverluste.

Idee:

Das Ziel dieser Arbeit besteht darin die Lagerbelastung aktiv zu kompensieren. Dies erhöht den

Wirkungsgrad des Antriebs und verlängert die Lebensdauer der Lager. Der Prototyp eines linearer

oszillierenden Freikolbenkompressors steht für die Masterarbeit zur Verfügung.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zu lagerlosen Linearmotoren und Lagerkraftkompensation

• Entwurf eines Ansteuer-/Regelkonzepts der Kompensationswicklung zur Reduktion der

Lagerbelastung und der Durchbiegung des Läufers

• Simulation des Konzepts

• Inbetriebnahme und Validierung am Prototyp


Masterarbeit

Effizient oszillierende Linearmotoren



Themengebiete:




Beschreibung:

Klassische Linearmotoren müss(t)en in Axialrichtung geblecht werden, was einen erheblichen Aufwand

darstellt.

Idee:

Ein Linearmotor (axiale Bewegung des Läufers), dessen Stator wie ein rotatorischer Antrieb geblecht und

gewickelt werden kann. Das neuartige Konzept lässt zudem hohe Kraftdichten erwarten.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zu linearen Transversalfluss- und Verniermaschinen.

• Modellierung und Simulation des Motors

• Ermittlung der Auslegungskriterien zum Erzielen hoher Kraftdichten

• Optimierung des Konzepts


Masterarbeit

Transversalfluss-Linearverniermotor



Themengebiete:

• Oszillierende Linearmotoren

• Magnetische Federn


Beschreibung:

Oszillierende Linearaktuatoren und –motoren benötigen für den effizienten Betrieb einen Speicher der

kinetischen Energie – üblicherweise eine mechanische Feder.

Idee:

Integriert man eine Federcharakteristik direkt in das Linearmotorlayout, so kann eine mechanische Feder

entfallen – der ideale Motor für oszillierende Antriebe von Pumpen bis Webrahmen.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zu linear oszillierenden Motoren und magnetischen Federn.

• Modellierung und Simulation des Motors

• Ermittlung der Auslegungskriterien zum Erzielen hoher Kraftdichten und geeigneter

Federcharakteristiken

• Optimierung und Konstruktion des Konzepts


Masterarbeit

Oszillierende Linearaktoren mit

Integrierender Federcharakteristik



Themengebiete:



• Elektrische Antriebstechnik / Entwurf elektrischer Antriebe

Beschreibung:

Die nebenstehenden Abbildungen zeigen exemplarisch zwei Maschinen-Designs, die die gleiche Nut-

und Polzahl, aber unterschiedliche Wicklungsanordnungen aufweisen (Einschicht- bzw.

Zweischichtwicklung). Bei der linken Anordnung können nun beispielhaft zwei aufeinanderfolgende

Zähne eine unterschiedliche Form annehmen, ohne dass zwingend die Betriebseigenschaften des

Motors drehrichtungsabhängig sind oder Wicklungsflächen unterschiedliche Größe aufweisen. Die

dadurch entstehenden zusätzlichen Freiheitsgrade und deren Auswirkung auf das Betriebsverhalten von

PMSM sollen in dieser Arbeit untersucht werden. Zusätzlich soll für Maschinen mit nur einer bevorzugten

Drehrichtung der Einfluss asymmetrischer Zähne / asymmetrischer Rotorpole analysiert werden.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zum Stand der Technik / theoretische Überlegungen zu den charakteristischen

Motoreigenschaften (bezüglich möglicher Nut-/Polzahlen, möglicher Harmonischer in Drehmoment

und ind. Spannung etc.)

• Untersuchungen mit MagOpt und Optimierung eines Motors / Vergleich mit einem konventionellen

Design

• Aufbau und Vermessung eines Prototyps

Masterarbeit

Untersuchungen zum Betriebsverhalten von PMSM mit

unterschiedlichen beziehungsweise asymmetrischen

Zahn- und Rotorpolformen





Masterarbeit

Untersuchungen zum Betriebsverhalten von mehrsträngigen PMSM

Themengebiete:




Beschreibung:

Vor allem für Anwendungen, bei denen eine erhöhte Zuverlässigkeit gefordert wird, wie z.B. in der

Luftfahrttechnik, sind mehrsträngige PMSM (Strangzahl >=5) eine oft bevorzugte Alternative zu üblichen

ein- oder dreisträngigen PMSM. In dieser Arbeit sollen sowohl theoretische Überlegungen zu möglichen

Nut-/Polzahl-Kombinationen, Wicklungsanordnungen und Verschaltungen angestellt werden, als auch

der fehlerfreie Betrieb sowie der Betrieb im Fehlerfall (Ausfall einer oder mehrerer Stränge) untersucht

werden. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die Definition der Gütekriterien (Drehmomentripple,

Wirkungsgrad, etc.) durch die erhöhte Anzahl an Freiheitsgraden.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zum Stand der Technik

• Theoretische Überlegungen zu möglichen Anordnungen hinsichtlich Geometrie / Verschaltung /

Ansteuerung

• Untersuchungen mit MagOpt und Optimierung eines Motors für konkrete Zielvorgaben

• Aufbau und Vermessung eines Prototyps

• Untersuchung unterschiedlicher Regelkonzepte hinsichtlich definierter Gütekriterien





Themengebiete:

• Berechnung und Auslegung der Kühlung für

eine Doppelrotor-Axialflussmaschine (YASA)

• Mechanische Auslegung und Konstruktion der

Maschine ev. als Norm-Motor mit Wellenhöhe 71mm

• Prototypenfertigung

Beschreibung:

YASA-Maschinen zeichnen sich durch minimalen Einsatz von

weichmagnetischem Magnetmaterial aus und wären dadurch sehr

kostengünstig herstellbar. Allerdings sind aktuell nur sehr aufwändige

Kühlkonzepte auf dem Markt

In der Arbeit soll aus den existierenden Komponenten einer

einseitigen Axialflussmaschine ein Design für das YASA Konzept

entwickelt werden. Vor allem die Auslegung und Berechnung der

Kühlung der Wicklungen stellt eine Hauptaufgabe in dieser Arbeit dar.

Aufgaben/Ziele:

• Gegenüberstellung von Kühlungsmöglichkeiten

• Berechnung und Auslegung eines Kühlkonzepts

• Konstruktion des mechanischen Aufbaus

• Aufbau eines Demonstrators

• Vermessung und Validierung der Simulationsergebnisse

Ansprechpersonen: Dietmar Andessner, Science Park 1, Raum 0265

Masterarbeit

Entwicklung und Auslegung

von Kühlkonzepten für Doppelrotor-Axialflussmaschinen

Themengebiete:

• Simulation/Berechnung des Antriebsstrangs

inkl. einstufigem Getriebe

• Auslegung einer PM-erregten Axialflussmaschine

mit 3D FE-Programmen

• Um-Konstruktion der bestehenden Schwinge

Beschreibung:

Permanentmagent-Erregte Axialflussmaschinen (AFM)

sind Synchronmaschinen mit 3 möglichst sinusförmigen induzierten

Spannungen und werden prinzipiell gleich ausgelegt und angesteuert wie vergleichbare

Radialflussmaschinen. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass der ideale Bauraum von AFMs

scheibenförmig baut und sehr hohe Leistungsdichten möglich sind. Vor allem im Grenzbereich zur

mechanischen Drehzahlgrenze wird ein großer Vorteil des Konzepts erwartet.

Aufgaben/Ziele:

• Einarbeitung in die Berechnung und Auslegung von elektrischen Maschinen

• Grobkonstruktion und Abschätzung des Bauraums

• Auslegung des Antriebsstrangs inkl. einstufigem Getriebe und mechanischer

Festigkeitsberechnung

• Berechnung der Magnetverluste

• Rotorkonzept für hochdrehende Axialflussmaschinen

Ansprechpersonen: Dietmar Andessner, Science Park 1, Raum 0265

Masterarbeit

High Speed

Antriebs-Aggregat

Masterarbeit

3D-Druck im Elektromaschinenbau – Potentialanalyse,

Designmöglichkeiten und messtechnische Charakterisierung

Beschreibung

• Additive Manufacturing (AM, 3D-Druck) eröffnet viele Möglichkeiten für die Anwendung in der elektrischen Antriebstechnik, z.B. die Integration von Sensorik, neue Kühlkonzepte, Gestaltung einer 3-dimensionalen Flussführung, etc.

• Diese Arbeit bietet die Möglichkeit, am Institut für elektrische Antriebe und Leistungselektronik der JKU, mit der voestalpine Stahl GmbH als industriellem Partner, die Anwendungsfelder der „Additive Manufacturing“ -Technologie zu erörtern und deren Potential für den Elektromaschinenbau zu untersuchen.

Themengebiete


• Konstruktion und Design (Motorenbau)

• Additive Manufacturing (3D-Druck)

• Materialvermessung und Materialcharakterisierung

Zielsetzung / Aufgaben

• Durchführung einer Literaturrecherche und praxis-relevanter Untersuchungen zu• Einsatzmöglichkeiten und Einsatzbereiche der AM-Technologie

• Eignung der mit AM herstellbaren Werkstoffe für Anwendungen

mit Fokus auf den Elektromaschinenbau

• Entwurf möglicher Konstruktions- und Designkonzepte

• Erarbeitung eines systematischen Versuchskonzepts zur magnetischen und mechanischen Materialcharakterisierung

• Mitgestaltung der Druckversuche

• Durchführung von Messungen, Auswertung und Interpretation der Messergebnisse

• Zusammenfassung der Ergebnisse in Form einer Masterarbeit

Ansprechperson: Gerd Bramerdorfer, [email protected], Tel.: +43-732-2468 6431, Raum MT 0261

Martin Kitzberger, [email protected], Tel.: +43-732-2468 6443, Raum MT 0274

Themengebiete:

• Elektromagnetische Feldtheorie / Finite-Elemente Berechnungen


Beschreibung:

Untersucht werden sollen Konzepte einer Permanentmagnet Synchronmaschine (PMSM) mit variablem

Permanentmagnetfluss. Dabei sind die Magnete bei niedrigen Drehzahlen vollständig aufmagnetisiert.

Beschleunigt die Maschine zu höheren Drehzahlen so verursacht der Frequenzumrichter einen Stromstoß in

die negative Längsachse des Rotors und entmagnetisiert dadurch die Magnete teilweise aber irreversibel.

Somit ist der PM-Fluss geschwächt und im Hochdrehzahlbereich ist kein oder nur ein geringer

Feldschwächstrom notwendig. Dies führt zu einer Wirkungsgraderhöhung. Bewegt sich die Maschine wieder zu

niedrigeren Drehzahlen, so werden die Magnete durch einen Stromstoß des Umrichters in die positive

Längsachse wieder vollständig aufmagnetisiert. Zusätzlich bietet sich die Möglichkeit, unter Verwendung einer

polumschaltbaren Statorwicklung, die Polpaarzahl zu verändern um auch noch die Eisenverluste bei hohen

Drehzahlen zu reduzieren.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche (Topologien, Wicklungssysteme, Rotorgeometrien, Materialien)

• Bewertungsmatrix hinsichtlich Wirkungsgradverbesserung, Auf- und Abmagnetisierunsstrombedarf und

Alterung der Magnete

• Optimierung der Geometrie des FE-Modells zur Wirkungsgradoptimierung bei hohen Drehzahlen und zur

Stromminimierung für ein Konzept

• Dynamisches Maschinenmodell für ein vorgegebenes Drehmoment-/Drehzahlprofil

• Simulation mehrerer Zyklen und Quantifizierung der Effizienzvorteile

Masterarbeit

Synchronmaschine mit variablem Pemanentmagnetfluss



Bernhard Weiss, Magna Powertrain



Themengebiete:



Beschreibung:

Um die hohen Anforderungen an automotive Traktionsantriebe in Bezug auf Kosten, Gewicht, Leistungs- und

Drehmomentdichte zu erfüllen, sollen verschiedene Konzepte von permanentmagneterregten Vernier Motoren

untersucht werden. Bei solchen Vernier Motoren wird die Drehzahl-/Drehmomentübersetzung im Motor mittels

Flussmodulation erreicht weshalb ein Einsatz im Fahrzeug als Direktantrieb ohne weiteres Getriebe möglich

erscheint. Um die aus klassischen Vernier Motoren bekannten Nachteil dieses Maschinentyps zu umgehen,

sollen in dieser Arbeit verschiedene Radialfluss-Vernier Motortopologien untersucht werden und ihr Potential für

den Einsatz als direkte Achs- oder Radnabenmotoren bewertet werden.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche (Topologien, Wicklungssysteme, Stator- und Rotorgeometrien)

• Bewertungsmatrix zur Gegenüberstellung von Wirkungsgrad, Leistungs- und Momentendichte

• Optimierung der Geometrie des FE-Modells zur Maximierung der Drehmomentendichte

• Dynamisches Maschinenmodell für ein vorgegebenes Drehmoment-/Drehzahlprofil

• Simulation mehrerer Zyklen und Quantifizierung der Effizienzvorteile

• Aufbau eines Prototypen und Vermessung zur Verifizierung der Simulationen

Masterarbeit

Konzeptauslegung eines Vernier Motor Achsantriebes



Alexander Exl, Magna Powertrain



Themengebiete:



Beschreibung:

Um die hohen Anforderungen an automotive Traktionsmaschinen hinsichtlich Drehmomentwelligkeit und

Geräuschanregungen zu erreichen wird z. B. eine Schrägung des Rotors vorgenommen. Prinzipiell wird durch

die Schrägung der Kopplungsfaktor zwischen Stator und Rotor auch aufgrund von sich neu ergebenden

Streuflusspfaden gesenkt. Durch diese Streuflusspfade sinkt der verkettete PM-Fluss im Stator und die

Maschine muss für gleiches Drehmoment stärker bestromt werden. Dies erhöht die Verlustleistung in der

Statorwicklung. Weiters bilden sich axiale Kräfte auf den Rotor aus welche wiederrum nachteilig hinsichtlich

einer Geräuschanregung sein können. Im Rahmen dieser Arbeit soll auf Basis eines bestehenden

Motormodells einer permanenterregten Synchronmaschine ein analytisches Modell sowie ein

Simulationsmodell erstellt werden, das die Auswirkungen der Rotorschrägung auf verschiedenste Größen wie

z.B. auf das Drehmoment und die Verluste darstellt. Außerdem sollen die durch die Schrägung entstehenden

axialen Kräfte bestimmt werden. Abschließend sollen die erstellten Modelle mit Messungen an einem Aufbau

verifiziert und abgeglichen werden

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zur permanenterregten Synchronmaschine

• Erstellung eines Simulationsmodells auf Basis eines bestehenden Aufbaus

• Erstellung eines analytischen Modells zur Abschätzung der Perfomance und des Einfluss der Schrägung.

• Abgleich des analytischen Modells mit dem Simulationsmodell.

• Verifizierung der Modelle durch Messungen am bestehenden Aufbau.



Alexander Exl, Magna Powertrain

Masterarbeit

Axialkraft- und Streuflussanalyse zufolge Rotorschrägung



Themengebiete:



Beschreibung:

Um die noch vorhandenen Effizienzpotentiale am Verbrennungsmotor zu heben setzt man zunehmend auch

auf Elektrifizierung von Nebenaggregaten wie Pumpen oder Ventilen um diese so bedarfsgerecht ansteuern

zu können. Da diese Kleinantrieben im automotiven Antriebsstrang extrem kostengetrieben sind, sollen in

dieser Arbeit verschiedene Motortypen identifiziert werden, die sich besonders gut als Low-Cost Antrieb

eignen (z.B. Spaltpolmotor, etc.). In weiterer Folge sollen ausgewählte Motortopologien/-technologien für eine

konkrete Anwendung optimiert und in Bezug auf Performance, Effizienz und Kosten gegenübergestellt

werden.

Aufgaben/Ziele:

• Literaturrecherche zu Low Cost Motoren (Topologien, Wicklungssysteme, etc. )

• Bewertungsmatrix: Vergleich hinsichtlich Performance, Wirkungsgrad und Kostenpotential

• Optimierung von ausgewählten Topologien auf Basis parametrisierbarer FE-Modelle für eine konkrete

Anwendung.

• Aufbau eines Prototypen und Vermessung zur Verifizierung der Simulationen.



Bernhard Weiss, Magna Powertrain

Masterarbeit

Axialkraft- und Streuflussanalyse zufolge Rotorschrägung



Masterarbeit

Lagerloser Hochgeschwindigkeitsantrieb mit

2 Scheibenläufermotoren

Themengebiete:

• Lagerloser Motor / Magnetlagertechnik

• Konstruktion und Design


Beschreibung:

Die Entwicklung elektrischer Antriebe entwickelt sich verstärkt in Richtung kompakte, hochdrehende und

effiziente Motoren. Wie der Name lagerloser Motor schon verrät, bietet diese Form des Antriebs den Wegfall

von bei hohen Drehzahlen unerwünschten Eigenschaften, wie Schmierung, mechanische Lagerung und

Abrieb. Ein Scheibenläufermotor kann 3 Freiheitsgrade aktiv und 3 passiv stabilisieren. Um nicht nur eine

Scheibe lagern zu können, sondern auch eine Welle wird ein zweiter Motor benötigt. Im Laufe dieser Arbeit

soll mit Hilfe von 2 lagerlosen Scheibenläufermotoren ein Antriebssystem entwickelt werden, das

Drehzahlen bis 100.000 U/min und mehr zur Verfügung stellen kann und das Antriebsmoment über eine

Welle an eine Last oder ein Getriebe abgibt.

Aufgaben/Ziele:

• Einarbeitung ins Thema lagerlose Motoren

• Simulation der passiven und aktiven magnetischen Eigenschaften der Motoreinheit

• Design und Konstruktion

• Aufbau und Inbetriebnahme

• Dokumentation





Masterarbeit

Hochfrequenzvermessung von ElektroblechmaterialBeschreibung

• Die Steigerung der elektrischen Frequenz bietet die Möglichkeit, die volumenbezogene bzw. massenbezogene Leistungsdichte von elektrischen Antrieben zu erhöhen. Dies bedingt allerdings auch eine zunehmende Bedeutung der Eisenverluste bezüglich der Gesamtverluste. Die Eisenverluste setzen sich aus Hysterese- und Wirbelstromverlusten im Rotor- und Statorblechpaketzusammen.

• Diese Arbeit bietet die Möglichkeit, am Institut für elektrische Antriebe und Leistungselektronik der JKU, geeignete Messkonzepte für die Charakterisierung von Elektroblech bei hohen Ummagnetisierungsfrequenzen auf Basis eines vorhandenen Messaufbaus zu erarbeiten.

• Ziel ist es dabei, die derzeitigen Limits in der Materialvermessung signifikant zu erhöhen und damit eine Charakterisierung des Materials bei hohen Ummagnetisierungsfrequenzen zu ermöglichen. Aktuell sind alle bekannten Messverfahren hier limitiert und die Ansprüche der Blechhersteller wie voestalpine als auch der Maschinenhersteller können nicht erreicht werden. Die Arbeit bietet somit die Möglichkeit, eine deutliche Erweiterung des aktuell möglichen Messbereichs zu erreichen.

Themengebiete


• Materialvermessung

• Messtechnik

Zielsetzung / Aufgaben

• Literaturrecherche und praxis-relevante Untersuchungen zu• Vermessung der magnetischen Eigenschaften von Elektrobandmaterial

bei hohen Ummagnetisierungsfrequenzen

• Eisenverlusten / Möglichkeiten der Verlustreduktion

• Auswahl geeigneter Messtechnik für die Datenerfassung

• Erarbeitung eines systematischen Versuchskonzepts zur magnetischen Materialcharakterisierung bei hohen Frequenzen

• Realisierung eines Messaufbaus

• Durchführung von Messungen, Auswertung und Interpretation der Messergebnisse

• Zusammenfassung der Ergebnisse in Form einer Masterarbeit

Ansprechperson: Martin Kitzberger, [email protected] Tel.: +43-732-2468-6443, Raum MT 0274

Gerd Bramerdorfer, [email protected] Tel.: +43-732-2468-6431, Raum MT 0261

Documents

Institut für elektrische Antriebe und Leistungselektronik · Finite-Elemente Berechnungen • Messtechnik • Elektrische Antriebstechnik ... • Konstruktion und Design • Sensorik