im Fachbereich Elektrische Maschinen und Antriebssysteme

Die Forschungsschwerpunkte beziehen sich hauptsächlich auf Antriebssysteme mit Induktion- oder Synchronmaschinen für industrielle Anwendungen und auf alle Arten elektrischer Kleinmaschinen.

Stichworte

• Neuartige Berechnungsmethoden für die Kenngrößen und das Betriebsverhalten von herkömmlichen Maschinen (z.B. Null- oder Subtransient-Impedanz von Schenkelpol-Synchronmaschinen) oder neuartigen Maschinen (z.B. Verluste im Dämpfungszylinder von permanentmagneterregten, umrichtergespeisten Synchronmotoren für hohe Drehzahlen); Entwicklung kombinierter analytisch-numerischer Berechnungsverfahren
• Berechnungsmethoden zum Entwurf und Betriebsverhalten bei Neuentwicklungen von nichtkonventionellen Maschinen (z.B. Zweifeld-Induktionsmotor mit zwei Ständerwicklungen für unterschiedliche Polzahlen, aber nur einer isolierten Läuferwicklung)
• Berechnungsverfahren für Elektronikmotoren unter Berücksichtigung der Ansteuerschaltungen und des Stromverlaufs
• Berechnungsverfahren für Direktantriebe (Hybridmotoren, Elektronikmotoren mit unterschiedlichen Pol- bzw. Zähnezahlen in Ständer und Läufer), Optimierung (z.B. Verringerung von Rastmomenten und Geräuschen)
• Entwicklung von Mikromotoren (rotierende und Linear-Motoren)
• Entwurf und Optimierung von Wicklungen, insbesondere Zahnspulenwicklungen
• Berechnung elektromagnetischer und mechanischer Beanspruchungen in Antriebssystemen während Ausgleichsvorgängen (z.B. Anlauf, drei- oder zweipolige Klemmenkurzschlüsse, Spannungswiederkehr, Netzumschaltungen) mit Hilfe von digitaler Simulation
• Untersuchung der Anlaufprobleme einsträngiger Synchronmotoren, Verbesserung des Wirkungsgrades, Entwicklung kostengünstiger Steuerungen zwecks Vergrößerung der Abgabeleistung
• Berechnung elektromagnetisch erregter Schwingungen (z.B. Gehäuseschwingungen von doppelter Netzfrequenz in zweipoligen Käfigläufermotoren) mit Hilfe von analytischen und numerischen Methoden
• Parasitäre Erscheinungen durch Oberschwingungen und Luftspalt-Oberfelder (z.B. Magnettöne, Wellenspannungen, einseitig magnetische Züge, Zusatzverluste, Pendelmomente)
• Diagnose von Fehlern und Störungen (z.B. Läufer-Exzentrizitäten, Unsymmetrien in Käfigläufern, alle Arten von Wicklungsfehlern) durch spezielle Meßspulen
• Gegenseitige Beeinflussung von leistungselektronischen Schaltungen und drehenden elektrischen Maschinen (Maßnahmen zur Optimierung)
• Netzrückwirkungen und andere EMV-Effekte bei drehenden elektrischen Maschinen

im Fachbereich Leistungselektronik und Antriebsregelung

Das Spektrum der Forschungsaktivitäten umfasst den Einsatz von Leistungshalbleitern, die Entwicklung von leistungselektronischen Systemen sowie Modulations- und Regelungsverfahren für die Anwendungsfelder Mikroaktoren, Industrieantriebe, Energieversorgung und Automotive.

Stichworte

• Charakterisierung und messtechnische Untersuchung von Leistungshalbleitern (MOSFET, IGBT, SiC Bauelemente) mit Spannungen zwischen 3 V und 6500 V und Strömen zwischen 0,1 A und 3000 A
• Entwicklung von Gateansteuerungen für IGBTs, z.B. mit digitaler Signalverarbeitung und adaptiver Optimierung des Schaltverhaltens
• Analyse, Berechnung und optimale Dimensionierung von Schaltungen der Leistungselektronik nach elektrischen und thermischen Gesichtspunkten
• Aufbau und Untersuchung von Umrichtern mit neuartigen Leistungshalbleitern aus SiC für industrielle und automotive Anwendungen
• Spannungswandler mit Switched Capacitors als Ansteuerung für Mikromotoren
• Gleichspannungswandler für Brennstoffzellen-Systeme zur dezentralen Stromerzeugung
• Ansteuerschaltungen für Energiesparlampen
• Neuartige Modulationsverfahren für Pulswechselrichter mit niedriger Taktrate (SB-ZePoC)
• Steuerung und Regelung für modulare Multilevel-Umrichter
• Konzepte für Mittelspannungsumrichter zur Anbindung von Batteriespeichern ans Mittelspannungsnetz
• Netzseitige Regelungskonzepte für Windenergieanlagen mit Vollumrichter im MW-Bereich
• Hochdynamische Regelung inselnetzfähiger Generator-Umrichter-Systeme
• Antriebsregelung für hochdynamische Antriebe mit Sinus-Ausgangsfilter und niedriger Schaltfrequenz
• Drehgeberlose Regelung von Synchronmaschinen bei niedriger Drehzahl
• Hochdynamische und aufwandsarme Lageregelung für Mikromotoren (modifizierte analoge Sliding-Mode-Regelung)
• Antriebssysteme für Elektro- und Hybridfahrzeuge