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Die Diplomarbeit zeigt die gemäß den Gesetzmäßigkeiten festgelegten Anforderungen an intelligente Messsysteme. Weiterhin werden die Elektrizitätsmesstechnik und das Messkonzept der eins energie in sachsen GmbH & Co. KG analysiert. Die gegenwärtig verfügbare Smart-Metering-Technologie wird bewertet und zukünftige Messsysteme vorgestellt. Anschließend wird der Einsatz der Messsysteme, die Neuordnung des Messkonzeots und die Anpassung des Gerätemanagements empfohlen. Die Arbeit schließt mit der Bewertung des Themenkomplexes ab.
Die Energieversorgung von Deutschland wird von verschiedenen Energieversorgern gewährleistet, die einen unterschiedlichen Netz- und Anlagenumfang betreuen. Bei jedem dieser Unternehmen werden für den Betrieb der Versorgungsanlagen elektrische Daten verwendet. Die digitale Abbildung dieser Daten ist zur Gewährleistung des reibungslosen Netzbetriebs für alle Netzbetreiber unerlässlich. Hierzu werden geografische Informationssysteme eingesetzt. Entsprechend des unterschiedlichen Netzumfangs sind jedoch für die Netzbetreiber unterschiedliche Unternehmens- bzw. Programmstrukturen notwendig. Diese Strukturen bedingen eine unterschiedliche Intensität bei der Anwendung der elektrischen Daten. Daraus folgen deutliche Unterschiede bei der Integration geografischer Informationssysteme. Das G/Technology System (kurz G/Net) der Intergraph Corporation und das GIS Small-world Network Resource Manager (kurz GIS Smallworld NRM) von GE Energy sind zwei bei Netzbetreibern in Deutschland häufig eingesetzte geografische Informationssysteme. Anhand einer Gegenüberstellung des Einsatzes vom G/Technology System bei einem größeren regionalen Energieversorgungsunternehmen und des Einsatzes vom GIS Smallworld NRM bei einem im Vergleich dazu kleinem Stadtwerksverbund, lassen sich die genannten unterschiedlichen Strukturen anschaulich darlegen. Solche Unterschiede bestehen ebenfalls bei Netzberechnungsprogrammen. Diese Prog-ramme sind unverzichtbare Werkzeuge für Netzausbau und Netzplanung bei Netzbetrei-bern. Die Arbeit mit den Netzberechnungsprogrammen kann durch eine Verknüpfung mit einem geografischen Informationssystem deutlich erleichtert werden. Jedoch wird auch diese Möglichkeit noch nicht bei allen Netzbetreibern genutzt. Das Energieversorgungsunternehmen nutzt das Programm Elektra von der KEMA-IEV GmbH. Dieses ist über zwei sekundäre Programme in Verbindung mit dem G/Technology System einsetzbar. Der Stadtwerksverbund setzt dagegen das Programm Cerberus von Adapted Solutions ein. Dieses besitzt dort bisher keine derartige Verbindung zum GIS Smallworld NRM. Mit Hilfe einer Netzberechnung für dasselbe Netzgebiet mit den beiden Netzberechnungsprogrammen, ist es möglich, Funktionalitäten sowie Berechnungsergebnisse zu vergleichen. Dabei können auch Verknüpfungsmöglichkeiten betrachtet werden. Das Netzgebiet für die Berechnungen wird aus einem Konzessionsgebiet gewählt, wel-ches kürzlich von dem Energieversorgungsunternehmen zum Stadtwerksverbund übergegangen ist. Solch ein Konzessionsübergang macht auch eine Datenmigration zwischen den geografischen Informationssystemen notwendig. Diese Migration bietet die Gelegenheit einer vergleichenden Untersuchung der vorhandenen Sachdaten in den beiden Systemen. In Hinblick auf den perspektivischen Datenbedarf der Stadtwerke kann eine Aussage darüber getroffen werden, welche Sachdaten übergeben werden können.
Diese Arbeit gibt eine Einführung über die Inhalte von Anzeige- und Bedienkonzepten im Kraftfahrzeug, Fahrzeugbussysteme und CAN-Bus-Schnittstellen. Es werden verschiedene Architekturvarianten beschrieben, die einen Datenaustausch zwischen einem Fahrzeug und einem mobilen Gerät ermöglichen sowie die Umsetzung für die Implementierung in Android 4 beschrieben.
Um der fehlerfreien Motorenproduktion so nah wie möglich zu kommen werden während der Montage kontinuierlich Funktionstests einzelner Bauteile und zusammenarbeitender Komponenten durchgeführt. Da es trotz der existierenden Funktionstests immer wieder zu Bauteilausfällen bei der Erstbenutzung im Fahrzeug kommt, lässt das auf eine unzureichende oder falsche Prüfung dieser Bauteile nach der Montage schließen. Um diese möglicherweise vorhandenen Fehler aufzudecken werden in dieser Arbeit die verwendeten Bauteilprüfungen detailliert untersucht, mit den Anforderungen im Feld verglichen und gegebenenfalls Optimierungen ausgearbeitet. Aufgrund der Vielfältigkeit im Motorenwerk Chemnitz werden ausschließlich die elektromechanischen Bauteile die an der Montagelinie vier verbaut werden betrachtet.
Ziel dieser Arbeit war es, eine Plattform für eine neue M2M-Basiseinheit zu eruieren und in Form eines Prototyps zu evaluieren. Zu diesem Zweck wurden im ersten Teil der Arbeit Anforderungen an eine neue M2M-Plattform gesammelt und im Anschluss mit aktuell verfügbaren ARM-Plattformen verglichen. Einige wesentliche Anforderungen waren dabei die Verfügbarkeit einer USB 2.0 High-Speed Host-Schnittstelle sowie die Verwendbarkeit der Plattform in einem LQFP-Gehäuse mit 144 Pins. Der Preis sollte 15,00
Die steigenden Anforderungen an elektronische Systeme in Kraftfahrzeugen, speziell an die Fahrzeugsicherheit, lassen die Vorgaben in den Spezifikationen immer strenger werden. Die hohen Systemleistungen setzen hohe Übertragungsraten voraus, durch die sich besonders das immer mehr an Bedeutung gewinnende FlexRay-Bussystem auszeichnet. Dabei sind jedoch die Toleranzgrenzen niedrig und müssen unbedingt eingehalten werden. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen im Automobil können fehlerhaft übertragene Informatio-nen weit reichende Folgen haben. Das macht die Überprüfung der Signalintegrität, der vollständigen und fehlerfreien Übertragung analoger und digitaler Signale, die damit verbundene Erkennung von Fehlerstellen im System, deren Behebung und schließlich die Einhaltung der Toleranzgrenzen, zu einem wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur flächende-ckenden Einführung des FlexRay-Bussystems im Kraftfahrzeug. Diese Prüfung findet meist bereits in der Entwicklungsphase statt und soll sicherstellen, dass die Vorgaben aus der Spezifikation erfüllt werden. Dabei werden alle Themen rund um das Schaltungsdesign sowie analoge Effekte, wie Reflexionen, Übersprechen oder Masseschwingungen, erfasst. Bei der Automatisierung werden künstliche Systeme eingesetzt, die zielorientiert programmiert sind. Im Fall der Überprüfung der Signalintegrität im FlexRay-Bussystem ist das Ziel die Erkennung von Beeinflussungen des Signals und deren Bewertung als Fehler innerhalb oder außerhalb der Toleranzgrenze. Diese Fehlersuche wird oftmals durch einen Soll-Ist-Vergleich realisiert. Beim visuellen Vergleich von Soll- und Ist-Signal können jedoch schnell Fehler unterlaufen, die Folgen der Grenzen der menschlichen Konzentrationsfähigkeit sind. Diese Fehler werden durch einen automatisierten Vergleich vermieden. Auch die Zeitersparnis spielt eine große Rolle, da elektronische Systeme nur Bruchteile der bisher benötigten Zeit verwenden. Das hat den Vorteil, dass die gesparte Zeit für andere Aufgaben genutzt werden kann und personelle Kosten für die Zeit dieser Tätigkeit eingespart werden können. Diese Automatisierung der Signalintegritätsanalysen soll nun mittels Modellierung umgesetzt werden. Dabei wird durch wissenschaftliche Methoden ein System mit Hilfe eines Modells beschrieben, wobei die Reduktion von Komplexität im Vordergrund steht. Die Methoden der Modellierung, nach denen auch im Rahmen dieser Diplomarbeit vorgegangen wird, sind Formulierung, Untersuchung und schließlich Validierung des Modells. Bei der Formulierung findet die Vereinfachung statt, was die eigentliche Modellbildung darstellt. Dazu ist es notwendig sich im Vorfeld intensiv mit dem FlexRay-Bussystem vertraut zu machen und speziell die Abläufe der Dekodierung der Informationen im Kommunikationscontroller durch einen Programmablaufplan zu beschreiben anhand dessen weiter vorgegangen wird. Mittels diesem kann die Untersuchung des Modells statt finden, bei der gänzlich vom reellen System abgesehen und das Modell mit Hilfe der Modellierungssprache VHDL-AMS umgesetzt wird. Und schließlich findet anhand ausgewählter Tests die Validierung statt, durch die die Eigenschaften des Systems bestätigt werden sollen. Auf diesem Weg soll nun ein Modell eines FlexRay-Kommunikationscontrollers entstehen, mit dem es möglich ist, die Signalintegrität bereits im Entwicklungsprozess von Bus-Netzwerken zu untersuchen und somit Aufwand, Kosten und Zeit einzusparen.
Gegenstand dieser Diplomarbeit ist die Konstruktion, der Aufbau und die Inbetrieb-nahme eines Gleichstromstellers mit Mikroprozessorsteuerung zur Anwendung als Ladegerät zum Anschluss an photovoltaischen Quellen. Hierzu werden elektrische und mathematische Grundlagen der verwendeten elektroni-schen Schaltungen und der Steuersoftware dargestellt. Die Parameter des Proto-typengerätes werden aufgenommen und ausgewertet.
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Verifikation von Simulationsmodellen für Hoch-Volt-Kabel in Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Mit Hilfe von Simulationsprogrammen soll das Verhalten der Kabel möglichst realitätsnah nachgebildet werden. Das Hauptaugenmerk der Simulation liegt dabei auf der Temperaturentwicklung im Kabel in Abhängigkeit des führenden Stromes und der Umgebungstemperatur, da diese Parameter die Auslegung des Hoch-Volt-Bordnetzes im Wesentlichen bestimmen. Die theoretischen Simulationsergebnisse verschiedener Programme werden durch Prüfstandsversuche verifiziert. Nach Durchführung der Messungen folgen eine Auswertung der Messreihen und der Vergleich mit den Simulationsergebnissen. Anschließend werden die Simulationen Anhand verschiedener Kriterien bewertet und letztendlich das geeignetste Programm bestimmt.
In der Arbeit werden zwei Sicherheitskonzepte erarbeitet, die eine Erfassung von Schaltsignalen an einer Standardlenksäule in Nutzfahrzeugen sicherer machen. Die Entwicklung der elektrischen/elektronischen/programmierbar elektronischen Systeme erfolgt nach den Vorgaben der ISO 25119. Als Beispiel, um die Anforderungen der Norm an derartige Systeme deutlich zumachen, wurde der Fahrtrichtungsschalter in selbstfahrenden Arbeitsmaschinen gewählt. Der Aufbau der Arbeit gliedert sich in Anforderungen und Auswahl der Norm im Bereich funktionaler Sicherheit, Konzeptphase und Umsetzung der Sicherheitskonzepte. Ein Ansatz verwendet einen nach IEC 61508 zertifizierten Mikrocontroller, der andere ausschließlich diskrete Logik. Es werden einige Analysen und Methoden angwendet, die von der ISO 25119 für ein Agrar Perfomance Level d vorgeschrieben sind. Vor- und Nachteile der Systeme werden bezogen auf die Norm herausgearbeitet und auf das Beispiel Fahrtrichtungsschalter bewertet.
Ziel dieser Diplomarbeit war es, ein geeignetes Open-Source-Monitoring-System für die Rohde & Schwarz GmbH & Co KG zu finden, welches unterstützend zur Analyse des Datenflusses zwischen einzelnen Prozessstufen einer Videoverarbeitungskette eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck wurde die Videoverarbeitungskette hinsichtlich ihres Aufbaus sowie ihrer Struktur hin untersucht, um entsprechende Anforderungen zu erstellen und diese in die theoretischen Betrachtungen einzuordnen. Die so ermittelten Anforderungen flossen in einen Bewertungsmaßstab, der die gewählten System hinsichtlich ihrer Überwachungs-, und Analysefähigkeiten sowie deren technischen und nicht-technischen Merkmale beurteilt. Aus dieser Bewertung ging letztendlich das
Während Inertialsensoren zur Lage- und Positionsbestimmung in der Vergangenheit vor allem in militärischen Anwendungen zum Einsatz kamen, so setzen sie sich durch die immer genauer werdenden MEMS- Sensoren zunehmend auch im zivilen Bereich durch. Gerade an Orten wie Tunneln oder Gebäuden, an denen GPS nur begrenzt oder gar nicht verfügbar ist, werden Inertialsensoren oft zur Überbrückung genutzt. In den letzten Jahren wurden diese Sensoren auch zunehmend in Smartphones eingesetzt, um
Ziel dieser Diplomarbeit war die Entwicklung und Realisierung einer Softwareplattform für flexibel einsetzbare Steuergeräte. Die entworfene Softwareplattform soll bei der Untersuchung von Fahrzeugkomponenten auf Motor- und Aggregateprüfständen eingesetzt werden. Der Entwurf sowie die Umsetzung eines Softwarekonzeptes zur abstrakten Abbildung von Steuer- und Regelkreisen steht im Fokus dieser Arbeit.
Die Diplomarbeit beschreibt den Entwicklungsweg einer Vorlage zur Anfertigung eines Prototypen für ein vollgrafisches Kombiinstrument. Beginnend bei der Findung geeigneter Hardware, über die Auswertung der am Fahrzeug anliegenden Signale, bis zur Designentwicklung. Die Entwicklung weiterer Leiterplatten ermöglicht eine Kommunikation zwischen der vorhandenen Hardware und dem, für die Anzeige notwendigen, LCD Display. Die Darstellung der Fahrzeugsignale auf dem Display erfolgt über eine Softwarekonfiguration. Das vorliegende Design muss dabei erhalten bleiben bzw. unterstützt werden. Abschließend erfolgt eine Anpassung des Fahrzeugkabelbaums zur Stromversorgung und Kommunikation zwischen Fahrzeug und Kombiinstrument.
In Zeiten der Energiewende gewinnt das Thema Neugestaltung und Optimierung der Versorgungsnetze immer mehr an Bedeutung. Der Einsatz von Energiespeichern bietet dabei vielfältige Möglichkeiten und Potential, das es auszuschöpfen gilt. Die Spannungsstabilität und eine kommerzielle Nutzung des elektrischen Speichers stellen dabei wesentliche Aspekte dar. In dieser Arbeit wurde das softwarebasierte Modell eines elektrischen Energiespeichers, modellierten Netzkomponenten und Verbraucherlasten mit ATP auf Wechselwirkungen untersucht. Das Verhalten des dimensionierten elektrischen Speichers in einem Energieversorgungsnetz mit potentieller Netztopologie wurde dargestellt und diskutiert und weitere Möglichkeiten zur Untersuchung präsentiert.
Hochstromanwendungen auf Leiterplattenebene, geschalten durch immer kompaktere Halbleiter, halten zunehmend Einzug in die Industrie. Somit rückt nicht nur die Stromtragfähigkeit von Leiterbahnen, vielmehr das Wärmemanagement einer sogenannten Hochstromleiterplatte in den Fokus des Entwicklers. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Konzeptfindung für eine Schaltung, welche auf einem begrenzten Bauraum ihren Einsatz finden soll. Hierbei werden neben der Stromtragfähigkeit auch die sichere Entwärmung der Leistungshalbleiter untersucht und bewertet.
Die Basis dieser Diplomarbeit bilden die Erkenntnisse sowie die daraus gewonnene Datenbankstruktur samt Access-Umsetzung, welche im Vorfeld innerhalb einer gleichnamigen Studienarbeit entwickelt wurden. Aufgabe des Studenten ist es nun, diese Datenbankstruktur auf ihre Vollständigkeit hin zu überprüfen und gegebenenfalls fehlende Informationen zu ergänzen und sowohl in das Strukturschema als auch die Access-Umsetzung einzuarbeiten. Nach der Fertigstellung der Datenbankstruktur ist diese auf die Einhaltung der Normalformen 1 bis 3 hin zu untersuchen. Des Weiteren fällt es in den Zuständigkeitsbereich des Studenten, sich mit Hilfe des offiziellen Hochschulinternetauftritts einen Überblick über die reell im Fachbereich Elektrotechnik einzutragenden Daten zu verschaffen und selbige zumindest zum Teil zu Testzwecken in die Datenbank einzupflegen. Da nicht jeder Nutzer der Datenbank über die gleichen Rechte verfügen soll, ist der Datenbank ein Sicherheitssystem samt Nutzerabfrage (inklusive Passwort) sowie unterschiedlichen Bearbeitungsrechten hinzuzufügen und zu dokumentieren. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt jedoch in der Entwicklung der automatisierten Erstellung der wesentlichen Verwaltungsdokumente
Bewertung unterschiedlicher Konzepte zur Ansteuerung von OLED - Lichtquellen in Automobilanwendungen
(2012)
Im Rahmen dieser Arbeit wurden organische Leuchtdioden (OLEDs) als Alternative zu herkömmlichen Lichtquellen untersucht. Geprüft wurde, ob diese OLED für eine Schlusslichtanwendung geeignet ist. Insbesondere wurden die schaltungstechnischen Besonderheiten untersucht. Die Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften war ein Hauptbestandteil dieser Diplomarbeit. Betrachtet wurden aber auch die lichttechnischen Eigenschaften, welche abhängig von den elektrischen Parametern sind. Auf Grund dieser Erkenntnisse wurden Ansteuerungskonzepte auf ihre Tauglichkeit für den OLED-Betrieb bewertet. Die betrachteten Ansteuerungskonzepte werden bisher für den Betrieb von herkömmlichen LEDs verwendet. Das geeignete Ansteuerungskonzept wurde umgesetzt. Hierzu wurde eine Schaltung entworfen. Integriert wird diese Schlusslichtfunktion in einem Prototyp einer OLED Rückleuchte. Die Realisierung beinhaltet die Schaltungs- und Schaltplanerstellung sowie deren Simulation mit dem Programm Micro-Cap. Die fertig entworfene Schaltung bildete die Grundlage für die Erstellung eines Layouts. Mit dem finalen Layout konnten die Musterplatinen beauftragt und angefertigt werden. Die fertige Schaltung wurde geprüft und in den Prototyp integriert. Für die Lichtfunktion Bremslicht und Fahrtrichtungsanzeiger in der LED-Technik wurden bestehende Treiberschaltungen angepasst. Für den Betrieb des Prototyps an Netzspannung und für die Bereitstellung von Zusatzfunktionen wurde ein Steuerkasten entworfen und aufgebaut. Die im Verlauf dieser Diplomarbeit gesammelten Daten zur schaltungstechnischen Charakterisierung von organischen Leuchtdioden können für zukünftige Schaltungsentwürfe einige Anhaltspunkte liefern.
Mit der Ko-Simulation wird in der vorliegenden Arbeit gezeigt, dass durch die Verknüpfung unterschiedlicher Simulationswerkzeuge die konstruktiv bedingten Einflüsse auf das Betriebsverhalten des Antriebs erfasst werden kann. Die Verwendung eines Modells auf der Basis der Finiten Elemente Methode für die Synchronmaschine, anstelle des Standartmodells auf Basis der systemorientierten Simulation, ermöglicht eine einfache und genaue Analyse des Einflusses einer verschobenen Magnetisierung auf das Betriebsverhalten des Motors. Die aus der verschobenen Magnetisierung resultierenden Einflüsse auf die Polradspannung durch zusätzlichen Sattelpunkt im Kurvenverlauf kann mit dieser Methode erfasst werden, sowie der Einfluss auf das Rastmoment durch die Geometrie und die Magnetisierung der Synchronmaschine. Des Weiteren konnte mittels der Fourier-Analyse gezeigt werden, welcher Zusammenhang zwischen der in eine Spule induzierten Spannung und der messtechnisch erfassbaren Polradspannung besteht. Wie gezeigt wurde muss, im Gegensatz zu dem systemorientierten Modell der Synchronmaschine, bei der Verwendung eines FEM Modells für die Untersuchung von dynamische Vorgänge ein Anfangswert für die Startposition ermittelt werden. Die Auswertung des Drehmomentverlaufs ergab, dass bei der feldorientierten Regelung eines bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC) unter der Vernachlässigung von konstruktivbedingten zusätzlich auftretende Momente kein konstantes Drehmoment an der Welle abgegriffen werden kann. Anhand der Drehzahlverläufe die aus den Sprungantworten generiert wurden, für die beiden unterschiedlichen Regler konnte gezeigt werden, dass der unterlagerte Stromregelkreis bei der feldorientierten Regelung zu einer Verbesserung der Drehzahl im stationären Bereich führt.
The objective of this document is to design a connection between the devices of the two technologies SunSpec and Smart Energy 2.0 without the establishment of security backdoors. Smart Energy 2.0 devices should be able to gather data from SunSpec devices and modify writable registers for controlling purposes. Among other alternatives, the gateway proves itself as the most realistic and reasonable option and is chosen for further investigations. The connectivity requirements for such a device are analysed and mentioned. Interoperability between both networks is the core function of the gateway and established by the development of a Smart Energy 2.0 function set that implements the ability to represent SunSpec devices as resources in the Smart Energy 2.0 network. The gateway utilizes existing and introduces new mechanisms that maintain the high standard of security in Smart Energy 2.0 without any drawbacks. The document shows fundamental architectural approach and generally explains the functional and security mechanisms, but does not describe a complete gateway implementation.
Ziel dieser Diplomarbeit ist der Aufbau eines Versuchsstands, an dem unterschiedliche Steuer- und Regelverfahren für Asynchronmaschinen im Kraftfahrzeug entwickelt werden können. Dieser Versuchsstand ermöglicht die Verifizierung und Optimierung der entworfenen Modelle unter Echtzeitbedingungen in einer realen Hardware-Umgebung. Zur Verifizierung des Versuchsstands wurde eine Blocksteuerung entwickelt. Die Ergebnisse wurden mit einem vorhandenen Versuchsstand verlgichen.
Konzeption zur Optimierung ausgedehnter Mittelspannungs-Indutrienetze an einem ausgewählten Beispiel
(2012)
Das Industrienetz der Mansfelder Kupfer und Messing GmbH existiert schon seit mehreren Jahrzehnten. In dieser Zeit gab es viele Veränderungen was die Belastungen und Ausdehnung des Netzes betrifft. Seit Ende der 90er Jahre verringerte sich die Belastung des Industrienetzes durch den Wegfall von Werksbereichen und Produktionslinien jedoch deutlich. Da nun eine Erneuerung der 10kV-Schaltanlage im Umspannwerk sowie der 110kV-Schaltanlage ansteht, sollte eine Optimierung des Industrienetzes an die bestehenden und perspektivischen Anforderungen mit dieser Arbeit durchgeführt werden. Um dies zu ermöglichen wurde zunächst folgende relevante Netzdaten ermittelt: - Netzdaten des übergeordneten Netzes, - technische Daten der Betriebsmittel (Trafos, Kurzschlussbegrenzungsdrosseln), - 15 min Lastspitzen, - Kabeldaten und - aktueller Schaltzustand. Mit diesen Daten wurden mittels des Netzberechnungsprogrammes
In dieser Arbeit wird die Aufnahmefähigkeit des Mittelspannungsnetzes der Region Freiberg Nord-Ost zur weiteren Integration dezentraler Erzeugungsanlagen untersucht und dokumentiert. Auf Basis einer Bestandsaufnahme der Betriebsmittel wird eine energietechnische Bewertung des IST-Netzes mit dem Netzberechnungsprogramm Elektra durchgeführt. Perspektivische Einspeisepotentiale durch mehrheitlich regenerative Eigenerzeugungsanlagen werden nach Leistungsquantität und möglichen Standorten im Gebiet ermittelt. Unter Berücksichtigung von technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten werden verschiedene Lösungsansätze zur Erstellung eines Netzkonzeptes für das Zielgebiet erarbeitet.
Um die Effizienz der Anlagen zu verbessern, werden Photovoltaikanlagen zunehmend mit höheren Systemspannungen von bis zu 1000 V und trafolosen Wechselrichtern betrieben. Dadurch können jedoch, je nach Modultyp und Zelltechnologie, schädigende Potentialunterschiede zwischen Modulrahmen und Zelloberfläche entstehen, sodass sich der Wirkungsgrad der Module stetig verringert. Diese Form der Leistungsabnahme wird als potentialinduzierte Degradation (PID) bezeichnet. Dieser Effekt wurde erst in den letzten Jahren und zunächst nur bei bestimmten Zelltypen entdeckt [SCHW11]. Infolge einer Veröffentlichung im Fachmagazin Photon im Dezember 2010 wurde dieses Phänomen auch außerhalb von Forschungskreisen diskutiert [PHOT10]. In dieser Publikation wurden bei einigen Modulen Leistungsabnahmen von über 50 % angeführt. Derartige Meldungen führten zu einer allgemeinen Verunsicherung bei den Betreibern und Investoren von Photovoltaikanlagen. Aus diesem Grund sah sich die gesamte Photovoltaikbranche gezwungen zum PID-Effekt Stellung zu nehmen. Ganz gleich, ob die Presseerklärung von BP Solar, Schott Solar, Solar Park oder anderen Modulherstellern veröffentlicht wurde, der Grundtenor war stets der gleiche: Man kenne zwar den PID-Effekt, dieser sei aber bisher nicht bei den eigenen Solarmodulen im Feld aufgetreten. Den Kunden wurde versichert, der Effekt habe auch in Zukunft für die eigenen Produkte keinerlei Bedeutung. Zusätzlich zu dieser Entwarnung wurde auf eigene Projekte zur Erforschung der PID und die entsprechenden Produktoptimierungen verwiesen [BPSO12, SCHO11b, SOLA12]. Trotz der anfänglichen Verharmlosung des PID-Effekts stellt dieser eine potentielle Bedrohung für den langfristigen Ertrag von Photovoltaikanalgen dar. In unabhängigen Forschungskreisen ist das Phänomen der PID bereits seit 2005 bekannt und wird seitdem von wissenschaftlichen Instituten sowie den Zell- und Modulherstellern erforscht [SCHW11]. Um die Entstehung des PID-Effekts zu verhindern bzw. um bei bereits eingetretenen Effekt korrigierende Maßnahmen einzuleiten, ist die Untersuchung der Entstehungsbedingungen wichtig. Um den PID-Effekt im Labor oder Freiland nachzuweisen, werden derzeit verschiedene Verfahren zur beschleunigten Degradation genutzt. Diese Versuche werden als PID-Stresstests bezeichnet und ermöglichen eine Bestimmung der PID-Resistenz von Modulen und Solarzellen. Die meisten Stresstests werden an Solarmodulen und unverkapselten Solarzellen durchgeführt, indem eine hohe Gleichspannung von über 600 V zwischen Modulrahmen und den Zellkontakten angelegt wird. Aufgrund der Verkapselung sind jedoch nachfolgende Untersuchungen an den einzelnen Zellen schwierig und nur bedingt möglich. Daher werden derzeit Versuche mit Koronaentladungen genutzt, um eine Degradation an unverkapselten Solarzellen herbeizuführen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, einen
Diese Diplomarbeit beschreibt die Entwicklung eines Softwareverwaltungssystems für Maschinen der Mühlbauer AG, in welchen die Subsysteme MB1209, MB1210 und MB1244 vorhanden sind. Als Kommunikationskanal wird dabei das CAN Bussystem genutzt. Das Softwareverwaltungssystem deckt die PC- und Subsystemebene ab. Zu Beginn wurde ein Überblick zu den Grundlagen des CAN Bussystems und dessen Protokollebenen gegeben. Das vorhandene System wurde in seine Bestandteile untergliedert und beschrieben. Dabei wurde auf den verwendeten Mikrocontroller genauer eingegangen. Anschließend wurden die benötigten Komponenten für das Softwareverwaltungssystem untersucht und Aufgaben daraus abgeleitet. Für die Aufgaben wurden Lösungsvarianten erstellt und beschrieben. Darauf folgend wurde aus den Lösungsvarianten ein Realisierungskonzept für die PC-Ebene, die Nutzung des Übertragungskanals und die Subsystemebene erstellt. Dieses Konzept wurde umgesetzt und im Realisierungsteil der Arbeit beschrieben. Für die PC-Ebene wurde ein Firmware Manager Programm erstellt. Dieser steuert die Softwareübertragung zum Subsystem. Als Übertragungskanal zwischen PC und Subsystem wird das CAN Bussystem genutzt. Auf dieses wird mithilfe des USBCAN-Moduls oder einer Beckhoff-Steuerung zugegriffen. Diese werden vom Firmware Manager über zwei Softwarebibliotheken angesteuert, welche im Rahmen der Diplomarbeit entwickelt wurden. Für die Subsysteme wurde ein Bootloader entwickelt, welche die Softwareübertragung und Aktualisierung durchführt. Zum Abschluss wurden zum Nachweis der Funktionfähigkeit des Softwareverwaltungssystems Tests durchgeführt und dargelegt.
Zur Steigerung des Wirkungsgrades des Reluktanzmotors sollen die Strom-Wärme-Verluste der Maschine durch Konzeption und Umsetzung eines geänderten Wicklungssystems reduziert werden. Die Verluste entstehen größtenteils durch die ohmschen Verluste in der Motorwicklung. Aufgrund der hohen Schaltfrequenzen und der damit auftretenden Stromverdrängung spielt hierbei nicht nur der Kupferquerschnitt, sondern auch die Leiter-Querschnitsgeometrie und die Anordnung im Stator eine entscheidende Rolle.
Zielstellung dieser Arbeit liegt in der Sensibilisierung über mögliche Gefahren und der qualifizierte Umgang mit erhöhten Spannungen darstellen. Weiterhin ist eine praxisbezogene Erläuterung des vorliegenden VdTüv-Merkblattes zu Entwickeln und umzusetzen. Der so ausgestaltete Leitfaden soll dem amtlich anerkannten Sachverständigen im Rahmen der Einzelabnahme als Begutachtungsmaßstab von Elektrofahrzeugen zur Verfügung stehen.
Die Entwicklung von Elektromotoren steht im Brennpunkt der Automobilindustrie. Nach dem Energiekonzept der deutschen Bundesregierung sollen bis zum Jahr 2020 eine Million Elektrofahrzeuge produziert werden. Effiziente Elektromotoren, die durch regenerative Energiequellen angetrieben werden, finden erhöhte Aufmerksamkeit bei den Automobilherstellern. Die Effizienz von Elektromotoren wird durch Bauart und Ansteuerverfahren bestimmt. Dabei spielen Messsysteme, welche die Parameter des Motors abtasten, eine große Rolle. Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Konzeptfindung von Messsystemen, die für eine Synchronmaschine bestimmt sind. Systeme werden vorgestellt, diskutiert und ausgewählt. Es werden die Integration der Messsysteme in dem Gehäuse des Elektromotors betrachtet sowie die ausgewählten Komponenten auf ihre Störanfälligkeit hin diskutiert. Aufgrund der Auswahl von optimalen Messsystemen für Elektromotoren ist es möglich, effizienten Konzepten nachzugehen.
Um Kraftstoff zu sparen verfügen moderne Kraftfahrzeuge über eine sogenannte Freilauffunktion. Diese entkoppelt während der vom Fahrer gewünschten Gaswegnahme den Verbrennungsmotor vom Getriebe bzw. den angetriebenen Fahrzeugrädern. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors kann somit auf die Kraftstoff sparende Leerlaufdrehzahl reduziert werden. Um in Zukunft den Kraftstoffverbrauch noch stärker reduzieren zu können soll in solchen antriebslosen Schubbetriebsphasen der Verbrennungsmotor komplett abgeschaltet werden. Allerdings wird mit dieser Anwendung ein erhöhter Aufwand zum Betrieb von notwendigen Nebenaggregaten und Steuergeräten erforderlich. Da in diesen Phasen der Generator nicht angetrieben wird muss die erforderliche elektrische Energie allein durch die Fahrzeugbatterie zur Verfügung gestellt werden. Diese Batterie muss darüber hinaus noch genügend Energie besitzen um ein erneutes Starten des Verbrennungsmotors zu ermöglichen. Das in dieser Diplomarbeit beschriebene System nutzt einen zusätzlichen Energiespeicher zur Unterstützung der vorhandenen Fahrzeugbatterie und zur Versorgung der benötigten elektrischen Verbraucher. Des Weiteren trägt dieses System zur Stabilisierung des Kfz-Bordnetzes bei. Durch den unterstützenden Energiespeicher kann ein Einbruch der Bordnetzspannung z.B. während der Startphase oder einer Zuschaltung von Hochleistungsverbrauchern verringert werden. Das wahrnehmbare Flackern der Instrumentenbeleuchtung bzw. ein Abschalten des Radios während der Startphase kann somit vermieden werden was einen spürbaren Komfortgewinn für den Fahrer bedeutet. Hauptbestandteil dieser Diplomarbeit ist die Konzipierung, Dimensionierung und Simulation der bidirektionalen Energiespeicheranbindung an das Kfz-Bordnetz. Diese Anbindung wird durch einen Gleichspannungswandler der 1kW Leistungsklasse realisiert. Des Weiteren wird auf das Gesamtkonzept und die Systemarchitektur eines solchen Freilauf-Motor-Aus-Systems eingegangen.
Aufgrund komplexer System-on-Chip Designs und immer kürzeren Entwicklungszeiten ist virtuelles Prototyping in der Halbleiterindustrie zunehmend wichtiger. Daher wird simulationsbasierte Architecture Exploration in einem frühen Entwicklungsstadium zum Entwurf von Hardwareplattformen eingesetzt um die optimale Systemkonfiguration zu ermitteln. Die Systemstimulierung orientiert sich an realen Anwendungen. Aufgrund des frühen Entwicklungsstadiums ist die Anpassung des Betriebssystems und des Hardware Abstraction Layer (HAL) zur Generierung der Stimuli jedoch sehr aufwendig. Daher wird bei der Architecture Exploration von Smart Cards meist auf generisches Benchmarking zurückgegriffen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Erstellung eines applikationsspezifischen Benchmarks als Grundlage zur repräsentativeren Architecture Exploration. Dieses reflektiert die Hardwarezugriffe entsprechend der, auf einer Smart Card laufenden, realen Applikation. Zur Erstellung dieses Benchmarks werden die von verschiedenen Programmen, den Java-Card-Applets, ausgehenden Hardwarezugriffe analysiert. Innerhalb des Betriebssystems müsste bei jeder Systemänderung der HAL erneut angepasst werden. Stattdessen soll das applikationsspezifische Benchmark daher als Testumgebung zur Performance-Analyse dienen, bevor das Betriebssystem zur Verfügung steht. Anhand der verwendeten Applets sowie des Smart-Card-Betriebssystems mit angepasstem HAL ist diese Vorgehensweise zu verifizieren. Mittels der beispielhaften Konzeptrealisierung eines Nichtflüchtigen Speichermodells sowie der damit notwendigen Änderungen soll der zusätzliche Vorteil dieses applikationsorientierten Benchmarkings erwiesen werden. Die Simulationsergebnisse werden zur Wahl der optimierten Architektur passend zur Applikation herangezogen.
Konditionierung von AGM-Batterien zur Reduzierung der Standzeit vor der funktionellen Endprüfung
(2012)
Im Produktionsablauf einer AGM-Batterie ist eine Standzeit vor der funktionellen Endprüfung von 7 Tagen erforderlich. Um Lagerstückkosten zu senken und den Produktdurchsatz zu erhöhen soll die Standzeit vor der funktionellen Endprüfung reduziert werden. Die elektrochemischen Vorgang während dieser Standzeit müssen zuvor so manipuliert werden, dass die Batterie ein Spannungsverhalten aufweist, welches unter den bisherigen Bedingungen nur nach 7 Tagen erreicht wird. Diesbezüglich gibt es verschiedene technische Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist die Evakuierung entstandener Gase mittels Vakuum. Dabei wird ebenfalls der innere Elektrodensatzpressdruck erhöht. Ziel dieser Studie ist es, Versuche zur Evakuierung einer AGM-Batterie aufzuzeigen und zu analysieren. Das elektrische Spannungsverhalten einer AGM-Batterie wird in differenzierten Versuchen während und nach der Evakuierung ausgewertet. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass eine technische Verwendung dieses Verfahren alleinig nicht absehbar, jedoch in Kombination mit anderen technischen Methoden möglich ist.