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Lisa Franke

• Der Kern dieser Arbeit bezieht sich zum einen auf die Ansteuerung des leistungselektronischen Schalters (IGBT) und die Überwachung von prozessbegleitenden Überströmen in Plasmanitrieranlagen. Im ersten Teil der Arbeit wird die analoge Verarbeitung der Anlage teils durch eine mikrocontrollerbasierte Plattform ersetzt. Die programmierbare Hardware übernimmt dabei die Bereitstellung des Stellsignals für den IGBT sowie die Funktion der Schnellabschaltung. Zudem wird mit Hilfe des Mikrocontrollers die Möglichkeit einer variierenden Pulsfrequenz während des Prozesses geschaffen, mit dem Ziel, bessere Behandlungsergebnisse zu erreichen. Zum anderen beinhaltet die Arbeit die Regelbarkeit des Plasmas in Plasmanitrieranlagen. Eine Stromregelung des Plasmas wird dabei an Hand eines Demonstrators, der das Verhalten des Rezipienten vergleichbar nachstellt und den Anforderungen einer digitalen Regelung entsprechend dimensioniert wird, implementiert. Eine systemtheoretische Modellbeschreibung der Strecke ermöglicht die Verwendung eines PI-Reglers zur Regelung des Stromes am Demonstrator. Die Schnellabschaltung im Falle eines Überstromes übernimmt im Versuchsaufbau ebenfalls der Mikrocontroller und nimmt somit zusätzlich zum Regler einen Stellgrößeneingriff vor.
• One main topic of this work is the control of a power semiconductor switching device used in plasma nitriding systems and the monitoring of its peak currents during the process utilizing a microcontroller. The microcontroller creates the control signal in pwm mode for the IGBT and includes a fast turn-off function. Design of customizable microcontroller source code allows to vary the frequency of the control signal in regard to get better results during the plasma-ntriding process. Second aim of this scientific paper is the current regulation of plasma in plasma nitriding systems which is implemented as an experimental set-up that is modeled to have similar properties in comparison to the plasma. For this aspect of the work a digital PI-Controller based on the model specification of the experimental set-up was implemented in the microcontroller.