Angebote für studentische Arbeiten
Abschlussarbeiten
Masterarbeit: Entwicklung einer Verstelleinheit für einen "Variable Period Undulator"
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Undulatoren sind periodische Magnetanordnungen in Teilchenbeschleunigern, die zur Erzeugung intensiver elektromagnetischer Strahlung dienen. Im periodisch oszillierenden Feld des Undulators erfährt das Elektron eine transversal oszillierende Auslenkung und emittiert dadurch Licht mit laser-ähnlichen Eigenschaften. Bei der projektierten Anlage wird das magnetische Feld durch Permanentmagnete erzeugt. Die Permanentmagnete sind drehbar gelagert und erlauben dadurch eine nahezu beliebige Konfiguration des Magnetfelds durch entsprechende Ausrichtung. Die Anordnung wird um den Strahl mehrfach wiederholt, um eine intensivere Abstrahlung zu erzielen.
Bachelor- / Masterarbeit: Entwicklung und Erprobung eines Verfahrens zur sensorlosen Regelung von permanentmagneterregten Synchronmaschinen
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Hintergrund:
Viele Antriebstechniklösungen, z.B. im Bereich mobiler Arbeitsmaschinen, der Elektromobilität oder bei Industrieanwendungen, erfordern Antriebssysteme mit hoher Leistungsdichte, hohem Wirkungsgrad und guten regelungstechnischen Eigenschaften. Die umrichtergespeiste permanentmagneterregte Synchronmaschine (PMSM) erfüllt dieses Anforderungsprofil bei attraktiven Systemkosten in einem weiten Anwendungsspektrum. Nichtsdestotrotz ist es oft zusätzlich wünschenswert, auch auf einen Drehzahlsensor zu verzichten. Dadurch weitere erzielbare Kostenvorteile sowie mögliche Systemvereinfachungen, die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Antriebs erhöhen, Bauraum sparen oder gar die Auswertung eines sicherheitskritischen Systempfads ermöglichen, sind vielfältige Gründe, sensorlose Regelungen weiterzuentwickeln.
Bachelor- / Masterarbeit: Modellbildung und Inbetriebnahme eines 48 V / 400 W Antriebssystems mit feldorientierter Regelung
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STMicroelectronics bietet mit Ihren Produkten X-NUCLEO-IHM*** und MCSDK eine antriebstechnische Lösung für umrichtergespeiste, permanentmagneterregte Synchronmaschinen. Dies umfasst ein vollständiges, in sich geschlossenes System, welches auf mehreren Ebenen über eine einfache GUI (oben links im Bild) bis hin zum Quellcode angesprochen werden kann. Solche Lösungen stellen den industriellen Standard dar und finden sich in hoch dynamischen Antrieben für Haushaltsgeräte, Drohnen, Gebäude- und Industrieautomation, medizinische Anwendungen und E-Bikes wieder. Im Rahmen des Projektes „Autonome Quartiersmobilität“ sollen diese Hard- und Softwarekomponenten für die Elektromobilitätsforschung untersucht werden.
Bachelor- / Masterarbeit: Modellbildung und Parameteridentifikation von Synchron-Scheibenläufermotoren (Axialflussmotoren)
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Im Wandel der Energiewende entstehen derzeit immer mehr Innovationen, die durch mechatronische Systeme deutlich ressourcenschonender sind als ihre Vorgänger. Ein vielversprechender Ansatz stellt für die Antriebstechnik
der Axialflussmotor dar. Der Automobilzulieferer TEXA1 z.B. sagt aus, dass dieser Motorentyp bei gleicher Leistung im Vergleich zum Dieselmotor 78% und im Vergleich zum konventionellen Elektromotor 48% Gewichtseinsparungspotential hat. Im Rahmen des Projektes „Autonome Quartiersmobilität“ soll dieser Motorentyp vermessen und anhand der Messdaten ein mathematisches Modell entwickelt werden.
Bachelorarbeit / Masterprojekt: Erarbeitung eines Laborversuches für eine Druckregelung mit einer Festoanlage (Thema in Bearbeitung)
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Im Labor für Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik steht eine verfahrenstechnische Modellanlage der Firma Festo zur Verfügung, die die Bearbeitung unterschiedlicher regelungstechnischer Aufgaben ermöglicht.
Zukünftig soll sie auch zur Regelung des Drucks in einem Druckbehälter verwendet werden. Dazu soll zunächst eine passende Aufgabenstellung für einen MSR-Standard-Versuch (Dauer 2 Viertel) erarbeitet werden. Darüber hinaus soll mit Hilfe von Labview eine Bedienoberfläche für die Durchführung des Versuchs gestaltet werden.
Bachelorarbeit: Entwicklung einer feldorientierten Regelung von Synchronmaschinen mit maximalem Ausnutzungsgrad des Stromrichters
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Die Speisung von geregelten Synchronmaschinen erfolgt in den meisten Fällen durch einen dreiphasigen Stromrichter. Totzeiten und ein nichtlineares Verhalten der Leistungshalbleiter haben Abweichungen von Sollwerten zu den an der Maschine anliegenden Phasenspannungen zur Folge. Im Rahmen des Projektes „Autonome Quartiersmobilität“ soll der gut dokumentierte, dreiphasige Wechselrichter X-NUCLEO-IHM08M1 von STMicroelectronics in Hinblick auf Grenzwerte, Sensorik und das nichtlineare Übertragungsverhalten untersucht werden. Die ermittelten Parameter dienen anschließend zur optimierten Auslegung einer feldorientierten Regelung.
Bachelorarbeit: Entwicklung einer hochgenauen 2-Achsen-Positioniereinheit für ein Moving-Wire-Messsystem
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Undulatoren sind periodische Magnetanordnungen in Teilchenbeschleunigern, die zur Erzeugung intensiver elektromagnetischer Strahlung dienen. Im periodisch oszillierenden Feld des Undulators erfährt das Elektron eine transversal oszillierende Auslenkung und emittiert dadurch Licht mit laser-ähnlichen Eigenschaften. Damit der Elektronenstrahl am Ende der Undulatorstruktur in gewünschter Richtung austritt, muss das Integral über das Magnetfeld des Undulators zu Null optimiert werden. Ein geeignetes Messverfahren ist die Messung der Spannung, die bei Bewegung eines Drahtes durch die Undulatorstruktur induziert wird.
Die Bewegung des Drahtes muss mit einer hohen Wiederholgenauigkeit ausgeführt werden, Positionen müssen exakt angefahren werden. Die Genauigkeit soll besser als 10µm betragen.
Projekte und Studienarbeiten
Bachelorprojekt: Designstudien von Radnabenantrieben
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Am Institut für Antriebs- und Regelungstechnik am Department M+P werden im Rahmen des Projekclusters ”Elektrische Mobilität“ Forschungen zu elektrischen Antrieben für Leicht- und Kleinstfahrzeuge angestellt. Dabei steht die Axialflussmaschine als neuartiger Motorentyp zur Verwendung als Radnabenantrieb im Vordergrund. Axialflussmaschinen werden gewöhnlich mit doppelten Rotor oder doppelten Stator ausgeführt, um unerwünschte Kräfte in axialer Richtung zu umgehen. Eine Designstudie des Gesamtsystems ”Radnabenmotor“ soll Einsicht geben, inwiefern eine Bauweise mit doppelten Rotor geeignet ist.
Bachelorprojekt: Entwicklung eines Messsystems zur Magnetvermessung
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Am Institut fur Antriebs- und Regelungstechnik am Department M+P werden im Rahmen des Projekclusters "Elektrische Mobilitat" Forschungen zu elektrischen Antrieben für Leicht- und Kleinstfahrzeuge angestellt. Dafür finden permanenterregte Synchronmaschinen Verwendung, deren wesentlicher Bestandteil Permanentmagnete sind. Zur Uberprufung und Beurteilung der Güte der hervorgerufenen Magnetfelder durch die Permanentmagnete, soll ein Messsystem entwickelt werden.
Bachelorprojekt: Maschinenprüfstand zur Rastmomentmessung
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Am Institut für Antriebs- und Regelungstechnik am Department M+P werden im Rahmen des Projekclusters "Elektrische Mobilität" Forschungen zu elektrischen Antrieben für Leicht- und Kleinstfahrzeuge angestellt. Ein Untersuchungsgegenstand dieser permanenterregten Synchronmaschinen soll das Rastmoment darstellen, welches aus Anderungen des magnetischen Feldes infolge der Rotorrotation entsteht.
Die Aufgabe soll sein, einen Maschinenprüfstand zur Messung des Rastmoments zu entwickeln, um Prototypen untersuchen zu können.
Bachelorprojekt: Rapid Control Prototyping für E-Mobility
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Im Wandel der Energiewende entstehen derzeit immer mehr Innovationen, die durch mechatronische Systeme deutlich ressourcenschonender sind als ihre Vorgänger. Um bei dem aktuellen Entwicklungstempo mitzuhalten, ist es in vielen Bereichen / Industrien erforderlich, die Entwicklungsprozesse zu beschleunigen. Eines der derzeit effektivsten Verfahren ist das sogenannte Rapid Control Prototyping (RCP). Hierbei kommt Hard- und Software zum Einsatz, die es ermöglicht, in Simulink® / Stateflow® oder PLECS® entworfenen Modelle direkt vom Computer aus an realen Prototypen zu testen sowie zu optimieen oder gar komplett zu entwickeln. Im Rahmen des Projektes „Autonome Quartiersmobilität“ möchte das Institut für Antriebs- und Regelungstechnik einen Prüfstand mit einem Rapid Control Prototyping-System für die E-Mobility aufbauen.
Prof. Dr.-Ing. Christien Rudolph
M. Sc. Michael Brüns
Bachelorprojekt: Video zu Erneuerbaren Energien im Maschinenbau
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Im Rahmen des Bachelorprojekts soll ein Video produziert werden, in welchem verschiedene Laborversuche und Modelle im Bereich der erneuerbaren Energien gezeigt und kurz erläutert werden. Mögliche Objekte sind ein Modell eines Biomassekraftwerkt, das Pumpspeichermodell oder auch ein dreirädriges Motorfahrzeug (Piaggio), das zum E-Fahrzeug umgebaut wird.
Studienarbeit: Drahtspannvorrichtung mit Kraftsensor
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Undulatoren sind periodische Magnetanordnungen in Teilchenbeschleunigern, die zur Erzeugung intensiver elektromagnetischer Strahlung dienen. Im periodisch oszillierenden Feld des Undulators erfährt das Elektron eine transversal oszillierende Auslenkung und emittiert dadurch Licht mit laser-ähnlichen Eigenschaften. Damit der Partikelstrahl am Ende der Undulatorstruktur in gewünschter Richtung austritt, muss das Integral über das Magnetfeld des Undulators zu Null optimiert werden. Ein geeignetes Messverfahren ist die Messung der Spannung, die bei Bewegung eines Drahtes durch die Undulatorstruktur induziert wird.
Der Draht muss durch eine definierte Zugkraft gespannt werden, um das Durchhängen des Drahtes minimal und reproduzierbar zu halten.
Bachelorprojekt: Einbau eines Elektromotors in eine Motorrikscha (Thema in Bearbeitung)
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Für ein dreirädrigen Kleinfahrzeug ist ein Elektromotor mit Differenzialgetriebe beschafft worden. Im Rahmen des Bachelorprojekts soll der Elektromotor mit einer passenden Halterung in den Motorraum eingebaut werden und mit zu beschaffenden Antriebswellen für die Räder verbunden werden.
Lernprojekt: Kalibrierung einer Füllmengenmessung an einem Pumpspeicher
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Um ein Stromnetz mit hoher Einspeisung aus regenerativen Quellen wie Solar und Wind stabil zu betreiben, benötigt man Speichermöglichkeiten z. B. in Form von Pumpspeicherkraftwerken. Im IAR-Labor ist ein Modell eines Pumpspeicherkraftwerks verfügbar, dessen Oberbecken durch einen mit Wasser befüllbaren Druckbehälter simuliert wird. Im Rahmen des Lernprojekts soll die Messung der Füllmenge im Oberbecken optimiert werden.
Studienarbeit/Masterprojekt: Realisierung von PID-Reglern und Zweipunkt-Reglern auf Basis eines μ-Controler
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Die Hardware von Reglern sind heute meist Mikrocontroller. Im Rahmen einer Studienarbeit oder eines Masterprojekt soll ein mit Matlab/Simulink programmierbarer Mikrocontroller als PID- bzw. Zweipunktregler realisiert werden und ein Konzept für eine Versuch im Rahmen des MSR_Labors erstellt werden.
TÜV für Elektro-Rikscha
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Für ein zum Elektrofahrzeug umgebautes Kleinfahrzeug (Piaggio Calessino) sollen die notwendigen Maßnahmen zum Erhalt einer Einzelbetriebserlaubnis ("TÜV") definiert und durchgeführt werden.
