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Einleitung und Motivation in das Thema Selbstheilende Fügeverbindungen, Überblick zum Stand von Wissenschaft und Technik, Einblick in die Waferbondprozesse, Übersicht der verwendeten Analyseverfahren Konzeptionierung eines Testchips für die Integration der Selbstheilung, Design und Auslegung eines Fügelayoutes, Praktische Untersuchungen der Testchips, Planung und Durchführung von Waferbondversuchen, Analyseverfahren an unbefüllten und befüllten Testchips, REM-Analyse von Querschliffen der Testchips, Ausheilungsversuche an Testchips mit Barriere Zusammenfassung und Ausblick
Die Planung und Projektierung einer Großchemieanlage ist ein komplexes Vorhaben, welches die Zusammenarbeit vieler verschiedener Fachabteilungen erfordert. Durch die Analyse des elektrotechnischen Workflow sollen Optimierungsansätze gefunden und aufgezeigt werden. Dazu werden die wesentlichen Arbeitsschritte anhand eines bereits abgeschlossenen Projekts nachvollzogen. Hierfür notwendige Berechnungen, wie z.B. Kurzschlußberechnung, Berechnung der Beleuchtungsstärken und Leistungsbilanzen werden neu erstellt und dabei die Vorgehensweise und die verwendeten Software- Tools analysiert. Die Übergabe von Informationen zwischen den einzelnen Gewerken ist ebenfalls Teil dieser Betrachtung.
Diese Arbeit befasst sich mit den regulatorischen Rahmenbedingungen, die derzeitig für den Betrieb von Batteriespeichern vorherrscht. In diesem Zusammenhang werden Betriebsführungen entwickelt und Lösungen aufgezeigt, diese auch umzusetzen. Mit Hilfe einer Softwarelösung zur Herstellung von Kommunikationskanälen zwischen Speicher, Leitstelle und anderen etwaigen Teilnehmern, wird gezeigt, dass es möglich ist, mit Zuhilfenahme von Prognosen und Verbrauchsabschätzungen, Batteriespeicher zu netzdienlichen Komponenten zu verknüpfen.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung des Projektierungsprozesses eines professionellen Smart Homes in KNX und anderen Smart-Home-Standards. Individuelle Anforderungen des Kunden werden berücksichtigt. Des Weiteren wird eine Standardausführung des professionellen Smart Homes definiert und diese mit mehreren Systemen kalkuliert und auch wirtschaftlich analysiert.
Um dem rasant ansteigenden Aufkommen von Messdaten nachzukommen, welches bei der Entwicklung von neuen Fahrzeugmodellen entsteht, werden Systeme benötigt mit speziellen Analysen und Methoden. Gerade zukunftsweisende Technologien, wie autonomes und pilotiertes Fahren oder elektrifizierte Antriebslösungen, verursachen diesen Aufwärtstrend der Datenmenge. Um diese Datenflut bewältigen zu können und auswertbar zu gestalten, sind Konzepte notwendig, welche ein strukturiertes Abarbeiten von gezielten Anforderungen verlangen. Anhand der Konzepte wird der Fahrzeugentwicklung der Audi AG ein gezieltes Auffinden von Erprobungsdefiziten und Beheben von Fehlfunktionen gewährleistet. Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit werden vier Analysekonzepte aufgezeigt, durch welche die große Menge an Messdaten aufbereitet werden und zur Optimierung von Erprobungsprozessen führen sollen.
In der vorliegenden Arbeit werden die Schraubverbindungen von Lithium-Ionen Zellen eines Heimenergiespeichers auf ihre Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit überprüft, mögliche Probleme identifiziert und Varianten aufgezeigt, diese zu reduzieren. Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem in der Verbindung vorhandenen Kontaktwiderstand und wie dieser durch unterschiedliche Einflussfaktoren variieren kann.
Windkraftanlage, Photovoltaikanlagen, elektrische Energiespeicher und Regelbare Ortsnetztransformatoren sind wichtige zukünftige Bestandteile des elektrischen Energieversorgungsnetzes. Die Ziele der Energie- und Klimaschutzpolitik sind die effiziente Nutzung von Energie, freier Energieverkehr, Versorgungssicherheit zu erschwinglichen Preisen und Verbraucherschutz, futuristische Netze und Speicher sowie eine stärkere Zusammenarbeit mit anderen Staaten. Der Bruttoendenergieverbrauch von Energie aus regenerativen Quellen soll bis 2030 auf 27% erhöht werden, die Treibhausgasemission um 55% verringert werden. Photovoltaikanlagen generieren aus Strahlungsenergie elektrische Energie. Unterschieden wird zwischen Dachanlagen und Freiflächenanlagen. Das EEG definiert die Vergütungssätze für Anlagen bis zu 100 kWp, bei größeren Anlagen ist der Betreiber für die Vermarktung der Energie selbst verantwortlich. Windkraftanlagen wandeln kinetische Energie in elektrische Energie um. Innovative Turmbaumethoden wie der Hybridturm ermöglichen Nabenhöhen von über 160 m. Regelbare Ortsnetztransformatoren passen die Sekundärspannung unter Last den fluktuierenden Spannungshüben im Energieversorgungsnetz selbstständig an. Somit bleibt das von DIN EN 50160 geforderte Spannungstoleranzband gewährleistet. Innerhalb des Stufenschalters wird der Spannungssollwert von einem Regler zusätzlich angepasst, somit ergibt sich eine Regelhysterese.
Energiespeicher werden in chemische Speicher, Speicherung im elektromagnetischen Feld, mechanische Speicherung und Wärmespeicherung klassifiziert. Aktuelle und innovative Speicher sind die Redox-Flow-Batterie, der Lithium-Akkumulator, der Blei-Akkumulator und der Doppelschichtkondensator.
Die Bundesregierung möchte dass bis 2020 eine Millionen Elektroautos in Deutschland angemeldet sind. Die Fahrzeuge werden mit einer Energieeffizienz von über 90% bewegt, Kraftfahrzeuge welche mit Diesel oder Benzin betrieben werden mit ca. 40%.
Die zukunftsorientierte Darstellung des elektrischen Energieversorgungsnetzes in Form eines Modells beinhaltet Großverbraucher, Kleinverbraucher, regenerative Energiequellen, Stromtankstellen, Speicher für elektrische Energie und regelbare Ortsnetztransformatoren.
Die Simulation des elektrischen Energieversorgungsnetzes von einem Quartier im Stadtteil Marienthal in Zwickau dient dem Zweck, nach beliebig gestaltbaren Last- und Einspeisegängen Speicher für elektrische Energie zu dimensionieren. Basis dieser Last- und Einspeisegänge sind Messdatenreihen von Energiezählern in diesem Quartier. Die Auslegung der Energiespeicher ist nach dem realitätsnahen Betriebsführungsverhalten
Entwerfen eines Prototyps einer Minitaurtemperaturkammer mit Auslegung deren Regelung. Dabei mussten zu Beginn die Teile ausgewählt werden. Nach dem Zusammenbau der Kammer wurde diese mittels Abkphlungs- und Erwärmungskurven vermessen und mittels Matlab eine Übertragungsfunktion gefunden. Des Weiteren wurden ein PI-Regler, ein PL-Regler und ein Zustandsregler für die Regelung der Temperatur ausgelegt und mit Simulink simuliert. Danach wurden diese Regler an der Kammer getestet und messtechnisch untersucht. Zum Schluss wurde ein geeigneter Regler empfohlen.
Basierend auf dem Patent EU 16000667.2 wird ein Prototyp des beschriebenen Drehzahlsensor aus diskreten Hallsensoren aufgebaut und eine FPGA basierte Auswertelogik entwickelt, die die im Patent beschriebenen Funktionen zur automatischen Kalibrierung, Richtungserkennung, Fehlerkorrektur und Vibrationsunterdrückung darstellt. Zusätzlich wird ein Prüfstand aufgebaut, der die Prüfung der Sensorfunktionen erlaubt.
Die Recherche hat ergeben, dass die Bitraten bei der Codierung der Audio- und Videostreams den größten Einfluss auf die Nutzung im Bereich geringer Bandbreiten haben. Des Weiteren gibt es eine große Anzahl an verschiedenen Codecs, welche bei gleicher Bitrate, bedingt durch verschiedene Kompressionsverfahren, deutliche Unterschiede in der Qualität der codierten Inhalte aufweisen. Diese verschiedenen Kompressionsverfahren benötigen jedoch auch unterschiedlich viel Rechenleistung, was für eine mobile Anwendung durchaus zu beachten ist. Nach dieser Betrachtung wurden die verlustbehafteten Codecs x264 und Opus als potenziell beste Optionen für den Anwendungsfall betrachtet. Beide Codecs haben vergleichsweise geringe Hardwareanforderungen und sollen bei geringen Bitraten eine gute Qualität abliefern.
Anschließend wurde ein Konzept für die Anwendung erstellt. Das spezielle Anwendungsgebiet forderte eine Erstellung von Anwendungsfällen, welche auf verschieden gute Bandbreiten aufbauen. Des Weiteren wurden verschieden Zusatzfunktionalitäten erläutert, welche die Bedienung in einem industriellen Umfeld erleichtern können.
Im nächsten Schritt wurde eine Prototypanwendung auf Grundlage des frei verfügbaren Tools "VLC media player" erstellt. Dieses Tool bietet ein großes Potenzial für die geplante Anwendung, so ist der Source Code des Tools frei zugänglich und es beinhaltet bereits alle grundlegenden Funktionalitäten einer Videokonferenzsoftware und verschiedene Codecs, zwischen welchen einfach gewechselt werden kann.
Abschließend wurden mit dieser Prototypanwendung noch verschiedene Tests durchgeführt, um die Eignung des Tools und der zuvor betrachteten Codecs zu überprüfen.
Auf Basis der Normen DIN 61340-5-1 und VW 80132 ist für die Volkswagen Sachsen GmbH ein ESD-Schulungsprogramm zu erarbeiten. Hierfür soll eine Bedarfsanalyse für die Schulungsinhalte in den Abteilungen durchgeführt und die Elemente des ESD-Kontrollprogramms untersucht werden. Als Ergebnis ist ein entsprechendes Schulungskonzept zu implementieren. Für die im Rahmen des Schulungskonzeptes verwendeten Elemente des Kontrollprogrammes ist ein Ablaufszenario für Produktqualifizierung mit Beispielmessungen anhand der oben genannten Normen festzulegen und durchzuführen.
Auf Basis der Normen DIN 61340-5-1 und VW 80132 ist für die Volkswagen Sachsen GmbH ein ESD-Schulungsprogramm zu erarbeiten. Hierfür soll eine Bedarfsanalyse für die Schulungsinhalte in den Abteilungen durchgeführt und die Elemente des ESD-Kontrollprogramms untersucht werden. Als Ergebnis ist ein entsprechendes Schulungskonzept zu implementieren. Für die im Rahmen des Schulungskonzeptes verwendeten Elemente des Kontrollprogrammes ist ein Ablaufszenario für Produktqualifizierung mit Beispielmessungen anhand der oben genannten Normen festzulegen und durchzuführen.
Die Entwicklung elektrischer Traktionsantriebe spielt eine bedeutende Rolle für zukünftige Elektromobilitätskonzepte. Hierbei wird ein besonderer Wert auf eine möglichst hohe Leistungsdichte
bei geringen Material- und Fertigungskosten gelegt. Die Vergrößerung des Drehzahlbereichs
und die hohe Ausnutzung der eingesetzten magnetischen Materialien führen zu leistungsdichten
Maschinen, jedoch auch zu einem stark nichtlinearen Verhalten. Dadurch ergibt sich die Notwendigkeit neuer Herangehensweisen bezüglich der momenteinprägenden Stromregelung. Diese
Diplomarbeit enthält die Entwicklung der feldorientierten Regelung einer permanentmagneterregten
Synchronmaschine mit vergrabenen Magneten (IPMSM) auf Basis von MATLAB/Simulink.
Neben dem klassischen PI-Regler in betragsoptimierter Auslegung mit Parameternachführung
wird ein auf dem Prinzip der Lokalisation (PL) beruhendes, robustes Regelkonzept mit Hinblick
auf eine erhöhte Toleranz gegenüber den Nichtlinearitäten der IPMSM untersucht. Die Arbeit
legt Möglichkeiten dar, das PL-Regelkonzept auch dann einzusetzen, wenn die Zeitverhältnisse
von Regeldynamik, innerem Kreis und Abtastung aufgrund der beschränkten Stellfrequenz der
Pulsweitenmodulation nicht eingehalten werden können. Außerdem wird die modellbasierte
Implementierung des Regelkreises auf die aus Prozessor und FPGA bestehende MicroLabBox der
Firma dSPACE übertragen. Prüfstandsversuche dienen der Validierung der verwendeten Modelle,
zeigen erreichbare Regelergebnisse, und vergleichen abschließend Simulation und Messung.
Das selbstbalancierende elektrische Kleinstfahrzeug UrmO ist ein e-mobility device, das dem Nutzer dabei helfen soll, die letzte Meile, also beispielsweise die Strecke von der Bushaltestelle zum Arbeitsplatz, zu bewältigen. Diese Arbeit hat die Entwicklung, Inbetriebnahme und vollständige Automatisierung eines Rollenprüfstandes für das selbstbalancierende Elektrokleinstfahrzeug UrmO zum Inhalt.
Damit das Fahrzeug in Zukunft am Straßenverkehr teilnehmen und auch zugelassen werden kann, muss sichergestellt werden, dass es einwandfrei funktioniert. Um dies zu gewährleisten, müssen alle im UrmO befindlichen Baugruppen getestet werden. Eine der zu prüfenden Hauptbaugruppen ist der Radmechanismus; er stellt die einzige Verbindung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug her. Für diesen wurde speziell ein Rollenprüfstand entwickelt.
Das Ziel dieser Arbeit lag darin, den Prüfstand vollständig zu automatisieren, um damit Dauerlauftests durchführen zu können. Nach der Automatisierung wurden noch mehrere Testläufe veranlasst, um die beanstandungsfreie Funktion zu überprüfen. Die Durchführung und Auswertung der Dauerlauftests sind nicht Teil dieser Arbeit.
Bekannt ist, dass die Schadstoffbelastung heutzutage ein globales Thema darstellt, das nicht ignoriert werden darf. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass neue nachhaltige Ideen und innovative Lösungsansätze umgesetzt werden. Das Unternehmen UrmO strebt mit seinem Produkt an, ein emissionsfreies Fortbewegungsmittel als umweltfreundliche Alternative auf den Markt zu bringen und ist auf bestem Wege, das zu erreichen.
Auf dem Gebiet der quantitativen Dünnschicht-Chromatographie ist die biostep GmbH Hersteller des HPTLC Densitometers CD60. In diesem Densitometer sind drei Lichtquellen eingebaut, eine Deuteriumlampe, eine Wolfram-Halogenlampe und eine Quecksilberdampflampe. Für die Ansteuerung dieser Lampen und aller anderen Funktionen werden folgende 3 Platinen in diesem Gerät verbaut: die Hauptplatine (HP), die Hochvoltplatine (HVP) sowie die Netzteil- und Lampensteuerplatine (NTP). Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll die NTP auf den aktuellen Stand der Technik gebracht werden. Diese ist für die Ansteuerung der Lampen und der Bereitstellung aller Spannungen für das Gerät zuständig. Da der Grundentwurf dieses Systems aus dem Jahr 1987 ist, bestehen die elektronischen Schaltungen vor allen aus viel kombinatorischer Logik und es wurden viele Schaltkreise eingesetzt, welche zwischenzeitlich veraltet sowie schwer beschaffbar sind. Ebenfalls gibt es zunehmend Schwierigkeiten diese zu einem angemessenen Preis zu beziehen. Deswegen ist für den Neuentwurf der Platine vorgesehen aktuelle "digitale" und
Im Rahmen eines Entwicklungsprojektes wird ein Konzept für eine Datenbrille erarbeitet. Die Datenbrille soll von Sicherheitsbehörden eingesetzt werden und wird auf ihre Bedürfnisse und Anwendungsfälle zugeschnitten entwickelt. Die Umsetzbarkeit jedes Umfanges wird bewertet und die Rahmenbedingungen für den Entwicklungsbeginn festgelegt. Zudem wird eine erste Empfehlung für nutzbare Sensoren und Bauteile gegeben. Die Datenbrille dient im ersten Schritt als persönliche Videoeigensicherung des Polizeivollzugsbeamten. Sie soll in ein bestehendes IT-System im Sonderfahrzeug integriert werden und dessen Rechenkapazitäten mit verwenden. Im Zuge des Entwicklungsprojektes wird ein Prototyp der Datenbrille getestet. Auf Basis der gewonnen Erkenntnisse werden Empfehlungen für die weitere Entwicklung und die Nullserie gegeben.
Analyse und Nachweis der Prozessfähigkeit des Vakuumsystems im Resin Transfer Moulding Prozess
(2018)
Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Analyse und dem Nachweis der Prozessfähigkeit des Vakuumsystems im RTM-Verfahren. Ausgehend von theoretischen Grundlagen der Themen faserverstärkte Kunststoffe, Vakuum und Druck-Sensorik erfolgt die Ermittlung und Priorisierung der Einflussfaktoren mittels Ishikawa-Analyse. Für bestehende Sensorsysteme erfolgen Messsystemanalysen und Kurzzeitfähigkeitsuntersuchungen für die laufende Produktion. Es werden experimentelle Untersuchungen bezüglich Haupteinflussgrößen geplant und durchgeführt und die Untersuchungsergebnisse werden ausgewertet. Am Ende der Arbeit wird ein Konzept für ein optimales Vakuumsystem, ausgehend der experimentellen Untersuchungen, vorgestellt.
Aufbau einer Prüfstandsplattform zum Testen von Apllikationsverfahren und Modellen der sensorlosen Regelung. Anwendung findet hierbei die Modellbasierte Softwareentwicklung in Verbindung mit einer realen programmierbaren Hardware. Es werden grundlegende Verfahren zur Parameterermittlung einer PSM vorgestellt und mit implementierten Prüfverfahren durchgeführt. Weiterhin wird auf den sensorlosen Betrieb der PSM eingegangen und ein Regelungsform auf der Hardware implementiert. Zum Schluss der Arbeit werden erarbeitete Messverfahren verglichen und die Auswirkungen auf den sensorlos ermittelte Drehzahl aufgeführt.
Die funktionale Sicherheit von Bauelementen spielt aufgrund immer kleinerer Schaltungen mit immer größer werdenden Leistungen eine bedeutende Rolle. Aus diesem Grund befasst sich diese Diplomarbeit mit dem Verhalten von Bauelementen am Rande ihrer Belastbarkeit bzw. im Falle einer Überhitzung. Zu diesem Zweck wurde ein Schaltung entworfen, die nach kurzer Zeit gewollt Fehler erzeugt. Die Diplomarbeit beschreibt die Umsetzung der Schaltung sowie die Einbindung mittels LabVIEW in einen Praktikumsversuch für Masterstudenten der Elektrotechnik.
In dieser Arbeit wurde das Mittelspannungsnetz des Umspannwerkes Taucha über-prüft. Es wurden etwaige Probleme aufgedeckt und Lösungen dafür vorgeschlagen. Eine Umstrukturierung des Netzes ist nicht notwendig, da es mit der letzten Ziel-netzkonzeption ausreichend entflochten wurde. Es wurden nur wenige Kabelab-schnitte im Netz aufgedeckt, die ausgetauscht werden sollten. Im Normalschaltzu-stand sind diese unauffällig. Im Störfall jedoch überschreiten sie die maximale Aus-lastung und sollten deshalb getauscht werden. Bei der Auslegung der neuen Schaltanlage wurde darauf geachtet, dass diese für zukünftige Netzausbauten und für eine eventuelle Umstellung der Spannungs-ebene geeignet ist. Dabei handelt es sich um eine 20 kV Anlage der Firma Schnei-der Electric mit eingebautem Schutz dieser Firma. Es wurde sich für das P439 Dis-tanzschutzrelais entschieden. Für die Schaltanlage soll ein neues Gebäude errich-tet werden, damit diese in gegenüberliegender Bauweise aufgestellt werden kann und den Störlichtbogenqualifikationen entspricht. Außerdem wurden für die Schutzgeräte der neuen Schaltanlage die Einstellvorga-ben für deren Schutzfunktionen ermittelt. Neben den Vorgaben für die bestehen-den Abgänge wurden auch die Einstellvorgaben für das geplante zweite Datacenter vorgegeben.
Drahtlose Datenübertragung bietet eine Menge Chancen Produkte in Zukunft vielfältiger zu gestalten. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eine LED Displays zur Darstellung von lesbaren Texten, und einer Analyse von Bluetooth Low Energy. Dabei steht sowohl das Thema des Energiesparens, als auch eine fehlertolerante Datenübertragung im Fokus.
In dieser Diplomarbeit wurde ein Servosystem zum diskreten Fertigen von Membranen im Doppelstanzwerkzeug und zum Übergeben dieser an ein sich kontinuierlich drehendes System entwickelt.
Dabei wurden unterschiedliche Antriebslösungen geprüft und ein für die Anwendung passendes Antriebssystem dimensioniert. Des Weiteren wurden verschiedene Softwarelösungen zur Realisierung der Steuerungsaufgabe erarbeitet und diese miteinander verglichen.
Die Kundenakzeptanz für rein elektrische Fahrzeuge muss an Zuwachs gewinnen, um die Schadstoffbelastung des Verkehrs zu reduzieren. Die Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Konzepts, um den Fertigungsprozess von Traktions-antrieben wirtschaftlicher zu gestalten und dadurch die Herstellkosten für rein elekt-rische Fahrzeuge zu senken. Als Ausgangsbasis dient eine Serienbaustufe des Auftraggebers. Das Konzept soll fertigungstechnische Vorteile mit sich bringen und die produktspezifischen Eigenschaften des Stators verbessern. Um das Konzept umzusetzen, müssen verschiedene Ansätze erprobt werden, um sich einer Lösung anzunähern. Besonders die niedrige Stromtragfähigkeit der Leiterplatten erschwert die Realisierung des Konzepts und kann nur durch mehrere Kompromisse umge-setzt werden. Ein weiterer Nachteil ist die runde Geometrie, die vom Blechpaket für die Leiterplatte vorgegeben wird. Diese erschwert das Leiterplattendesign und führt zu hohem Verschnitt bei deren Produktion. Außerdem sind große unterschiedliche Biegeradien der Hairpinenden auf der Schweißseite notwendig, um die vom Leiter-plattenlayout vorgegebenen Positionen der Durchkontaktierungsbohrungen zu erreichen.