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Forschungsschwerpunkte

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

  • Zeiteffiziente 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
  • 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)
  • 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
  • Vorausberechnung und Vermeidung von Lagerspannungen und Lagerströmen
  • Zeiteffiziente Berechnung von Wirkungsgrad- und Verlustkennfeldern
  • Ermittlung und Optimierung der Betriebsgrößen, des Energieverbrauchs und der Erwärmung in beliebigen Betriebszyklen
  • Mechatronische Systeme z. B. unter Nutzung von Linear-Direktantrieben
  • Neuartige Kühlmethoden für Antriebe mit extremer Leistungsdichte
  • Maschinendesign mit besonderer Eignung für geberlose Lageregelung

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