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EAAT beschäftig sich u.a. mit der Entwicklung von berührungslosen Energieübertragern für rotieren-de Anwendungen.
Eine Anwendung betrifft die Energieversorgung von Piezoaktoren beim ultraschallunterstützten Boh-ren. Dabei werden die Spannsysteme für die Bohrer mit einem Piezoaktor versehen, der den Bohrer zu Schwingungen im Mikrometer-Bereich anregt. Um die Schwingungen gezielt regeln zu können, ist es notwendig, die tatsächliche Schwingweite zu ermitteln und diese Information einem Regler zuzu-führen. Diese Messgröße wird von einem passiven Piezoaufnehmer in der rotierenden Bohrerauf-nahme ermittelt. Diese und weitere Informationen (wie z.B. Temperaturmesswerte) müssen vom rotie-renden Teil nach außen übertragen werden. Dazu ist rotorseitig eine entsprechende Sendeelektronik notwendig. Die notwendige Energieversorgung für diese Elektronik kann über eine Hilfswicklung im Energieübertrager für die Piezospeisung erfolgen.
Es ist eine Energieversorgung für eine rotierende Elektronik zu entwickeln. Diese benötigt eine Gleichspannung im Bereich von ca.15V DC. Zur Verfügung steht aber nur eine Wechselspannung welche abhängig von der Belastung des Bohrers beim Ultraschallunterstützten Bohren im Bereich zwischen 20V und 150V liegen kann und eine Frequenz von ca. 20kHz hat.
Erschwerend kommt hinzu, dass die vorliegende Anwendung für das Mikrotieflochbohren vorgesehen ist. Der Aufbau solcher Bohrspindeln hat zur Folge, dass nur ein sehr begrenzter Bauraum zur Verfügung steht und aufgrund der hohen Drehzahlen sehr hohe Kräfte auf die rotierenden Komponenten einwirken.
Diese Arbeit umfasst folgende Teilaufgaben:
- Recherche zum Stand der Technik
- Erstellung eines Konzeptes zur Umsetzung der Aufgabenstellung
- Umsetzung des Konzeptes in Hard- und Software
- Erprobung der entwickelten Schaltung
- Dokumentation des Programmcodes und der Versuchsergebnisse
Die Fahrzeugprüfung ist eine wichtige Komponente in fahrzeugproduzierenden Werken. Nur durch eine umfangreiche Prüfung der fertiggestellten Fahrzeuge wird durchgängig eine hohe Qualität sichergestellt. Gleichzeitig werden mögliche Fehler noch vor der Kundenaus-lieferung bemerkt und abgestellt. Neue Entwicklungen bei Fahrerassistenzsystemen erhö-hen Fahrkomfort und Sicherheit, bedingen jedoch eine Anpassung der bisherigen Prüfme-thoden. Die Unabhängigkeit von äußeren Einflüssen gewinnt dabei zunehmend an Bedeu-tung, weshalb eine vollumfängliche Prüfung des Fahrzeugs im Stand angestrebt wird.
In dieser Abhandlung erfolgt zunächst eine Grundlagenbetrachtung zu Eigenschaften und Funktionsweisen von Fahrerassistenzsystemen. Es wird auf den Stand der Technik für Prüf-methoden eingegangen und eine Situationsanalyse durchgeführt.
Darauf basierend werden Varianten entwickelt, ein speziell ausgewähltes Fahrerassistenz-system im Stand auf Funktion zu prüfen. Die sich aus der Bewertung ergebende Vorzugs-variante wird praktisch umgesetzt und erprobt. Neben der Simulation des Fahrzustandes, die bereits im Vorfeld entwickelt wurde, muss auch eine Nachstellung einer für das Fahrer-assistenzsystem kritischen Situation erfolgen. Aufgrund der erzeugten Situation soll das Fahrerassistenzsystem auslösen. Die Reproduzierbarkeit sowie die Zuverlässigkeit der Prüfmethode müssen dabei sichergestellt werden.
Ziel dieser Arbeit ist einen automatisierten Systemtest für Komponententreiber von
Sensoren und Aktuatoren in der Motorsteuergeräte-Softwareentwicklung zu erstellen. Dazu werden Aktuatoren und Sensoren in Modellen abgebildet, die in den Testablauf integriert werden. Basierend auf einem bestehenden, parametrierbaren Stellermodell werden Anpassungen vorgenommen um zusätzlich zum normalen Betrieb auch Fehlermodi abbilden zu können. Dadurch können auch die Ersatzreaktionen der Komponententreiber getestet werden (z.B.: Losreisfunktion bei Verklemmung). Dieses Modell wird mit einem realen Aktuator verglichen um die Genauigkeit und Funktionalität des Modells zu überprüfen. Mithilfe von MatLab/Simulink soll aus dem Modell C-Code generiert werden, der in ein Testautomations-Framework einfließt, um Systemtests automatisiert ablaufen zu lassen. Durch das Zusammenspiel von Komponententreibersoftware und Modell ist es möglich einen Großteil des Komponententreibers, welcher später im Motorsteuergerät ausgeführt wird, gegen seine Anforderungen zu testen ohne dafür reale Hardware verwenden zu müssen.
Diese Maßnahme soll Testaufwände für Entwickler reduzieren und zu einer frühzeitigen Erkennung von Fehlern führen. Dadurch werden Entwicklungsiterationen eingespart, was folglich die Kosten und den Zeitaufwand für die Softwareentwicklung senkt. Da dieses System ohne physischen Testaufbau lauffähig ist, entfällt die Wartezeit auf diese typisch limitierte Ressource. Dadurch müssen weniger Testplätze angeschafft werden, was eine erhebliche Einsparung von Infrastrukturkosten bedeutet. Diese Arbeit legt somit den Grundstein vollständig automatisierte Regressionstests von Komponententreibern ohne Verwendung realer Testkomponenten zu implementieren.
In dieser Arbeit wird die Simulation eines CET-Labors für Marketingzwecke im Bereich der Gebäudeautomation beschrieben. Die Simulation beinhaltet ein interaktives 3D-Modell, welches die Auswirkungen einer realen HLK-Regelung anzeigt und beeinflusst. Ein wichtiger Bestandteil der Arbeit, neben der Erstellung des Modells und der Programmierung der HLK-Controller, ist die Kopplung dieser mit der Simulation über BACnet/IP. Die Kopplung wird mit der Programmiersprache
1 1Einleitung Energie ist heute das Grundbedürfnis der Menschen. Aufgrund des Industrialisierungs-prozesses steigt der Energiebedarf in jeder Branche von Tag zu Tag. Die Möglichkeiten, Ener-gie aus fossilen Quellen zu gewinnen und zu erzeugen, sind allerdings begrenzt . Heut-zutage werden jedoch häufig fossile Rohstoffe zur Energiegewinnung wie Kohle, Erdöl und Erdgas verwendet, und die Umweltverschmutzung erreicht gefährliche Ausmaße. Eines der ers-ten Probleme, das in der Zukunft gelöst werden muss, ist der zunehmende Umweltschaden. Der Treibhauseffekt und die Zerstörung der Wälder gelten als die Auswirkungen des heutigen Ener-giebedarfs. Andererseits machen einige erneuerbare Energiequellen möglich, unseren Ener-esgiebedürfnissen mit weniger Schaden für Natur und Umwelt zu begegnen.
Ziel dieser Diplomarbeit war es, den Aufbau und die Funktion eines sich im August-Horch-Bau an der Westsächsischen Hochschule Zwickau befindenden Prüfstandes zu ermitteln, der die Änderungen von Radstellungsgrößen während der vertikalen und horizontalen Belastung eines Fahrzeuges simulieren soll. Dieser Prüfstand wurde von einem mittlerweile nicht mehr an der Hochschule tätigen Professor in Eigenregie aufgebaut. Weil dazu keinerlei Aufzeichnungen vorhanden waren, war auch dessen genaue Funktion unbekannt. Nach grundlegenden Betrachtungen zu Radstellungsgrößen und Radaufhängungen gibt diese Arbeit einen Überblick über die einzelnen Bestandteile und die Funktion der am Prüfstand verwendeten pneumatischen Aktorik und deren elektrischer Ansteuerung, mit der die Belastungen an einem Fahrzeug, etwa beim Einfedern oder bei Kurvenfahrt, nachgestellt werden. Zudem werden der Ablauf und die Ergebnisse von Versuchen dargestellt, die mit dem Prüfstand zu Testzwecken durchgeführt wurden und die Funktionalität des gesamten Prüfaufbaus bestätigten. Der Prüfstand soll nun in Zukunft unter anderem für Praktika der Hochschule genutzt werden.
Zukünftige Emissionsziele erfordern einen hohen Wirkungsgrad des Antriebes. Dabei sind automatisierte Getriebe erforderlich, deren Schaltverhalten durch die Motorelektronik beeinflusst werden kann. Herkömmliche Automatik- bzw. Doppelkupplungsgetriebe bieten ein hervorragendes Schaltverhalten. Nachteilig bei diesen Getrieben sind der schlechte Wirkungsgrad und das hohe Gewicht. Manuelle Schaltgetriebe erlauben keinen Eingriff durch die Motorelektronik. Die Aufgabe der Diplomarbeit ist, ein Schaltgetriebe mittels elektronischer Steuerung zu automatisieren. Der später geplante Serieneinsatz erfordert einen kostengünstigen Aufbau der Elektronik und der Mechanik. Das Einlegen der Gänge erfolgt über einen Elektromotor, der über ein Schnecken-getriebe die Schaltwalze automatisiert in die Stellung der einzelnen Gänge dreht. Im Zuge der Diplomarbeit wird die Elektronik-Hardware und -Software zur Getriebesteuerung entwickelt. Das Ziel der Diplomarbeit ist es, die Realisierbarkeit für den Serieneinsatz zu überprüfen. Die Vorentwicklung und die ersten Tests erfolgen dabei mit Hilfe eines Mustergetriebes.
Bei positivem Abschluss der Vorentwicklung werden Prüfstandabstimmungen und Fahrzeugtests durchgeführt, wobei diese Entwicklungsschritte nicht mehr Teil der Diplomarbeit sind.
Grundlagen-Erörterung des Power Quality Problems der Oberschwingungen: Mathematische Grundlagen, Ursachen und Auswirkungen.
Anschließend Betrachtung der Lösungsmöglichkeiten mit besonderem Fokus auf aktiven Filter. Hierzu wird eine Marktanalyse durchgeführt und in einem reellen Beispiel findet die Dimensionierung eines aktiven Filters statt.
Lastflussumkehr, E-Mobilität und Wärmepumpen sind einige der Schlagwörter für die heutigen
Herausforderungen der elektrischen Verteilungsnetze. Auf der einen Seite, durch den vermehrten
Anschluss von dezentralen Erzeugungsanlagen, wie Photovoltaik-Einspeiseanlagen oder Kleinwindkraftwerke, werden die Netze mitunter entlastet. Sie werden auch immer öfter kurzfristig
zu Spitzenzeiten in Lastflussumkehr betrieben. Sprich: der Verbraucher wird zum Erzeuger. Auf
der anderen Seite stehen die neuartigen, leistungsstarken Verbraucher und der immer höhere
Elektrifizierungsgrad der Kundenanlagen, welche die Netze sehr stark belasten und die Netzbetreiber vor eine neue Herausforderung stellen. Diese Herausforderungen sind zum einen das
elektrische Heizen sowie die Aufbereitung des Warmwassers mittels Wärmepumpen und zum
anderen der Trend zum elektrischen Fahren, die Elektromobilität.
Um die Versorgungssicherheit mit Implementierung dieser Szenarien gewährleisten zu können, bilden Instandhaltung und laufende Investitionen die Grundvoraussetzung. Eine weitere Herausforderung ist die Spannungsqualität im Netz beizubehalten und langfristig den Netzausbau zu optimieren. Dafür darf nicht nur das Niederspannungsnetz in Betracht gezogen werden, es müssen auch das Mittelspannungs- und das Hochspannungsnetz für das Erreichen der Bundesziele betrachtet werden.
Diese wissenschaftliche Arbeit soll die Mittelspannungs-Ebene abbilden und die Daten von bestehenden Feldversuchen analysieren, auswerten und zukünftige Netzplanungen optimieren.
Dafür werden verschiedene Simulationen mit den zukünftig auftretenden Lastwechsel durch die diversen, leistungsstarken Verbraucher abgebildet und es wird ein Ausblick auf die AES für die Mittelspannungsebene anhand eines UW-Abzweiges gegeben.
Unter AES versteht man die Sektorkopplung in der elektrischen Energieversorgung. Das bedeutet: Die Versorgungsenergie soll elektrisch bereitgestellt werden, um einen Umstieg der fossilen Brennstoffe zu erzielen. Ein Hauptaugenmerk dabei liegt auf den Bereichen der Fortbewegung sowie dem Heizen und Kühlen. Die Simulationen werden für zwei verschiedene Szenarien durchgeführt und die jeweiligen Unterschiede definiert und erläutert.
Zum einen werden die eigens ausgewerteten Daten aus Niederspannungsmessungen in Siedlungsgebieten mit Ladeinfrastruktur, Wärmepumpen und regenerativen Einspeise-Anlagen herangezogen und auf die Mittelspannungsebene adaptiert, zum anderen werden die Faktoren von einer bereits bestehenden Gleichzeitigkeitskurve für die Simulation herangezogen. Der stufenweise Lastanstieg soll die Simulation möglichst wahrheitsgetreu nachbilden und auf aktuelle Netzsituationen bis hin zur Anpassung für die zukünftigen Netzkonzepte erweitert werden. Dabei werden die Anpassungsmöglichkeiten im Netz anhand einer Lastflussanalyse definiert und mögliche Alternativen für die Netzverstärkung geprüft. Ein wichtiger Punkt für die Netzbetreiber sind die ungefähren Investitionskosten für den Ausbau des Verteilnetzes. Diese werden mittels Kostenabschätzung für den definierten Netzbereich berechnet, um Aussagen bezüglich zukünftiger Planung treffen zu können.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein stabiles Verteilnetz mit Ausblick auf die All-Electric-Society zu schaffen und die stufenweise Integration bis zu den Grenzpunkten des betrachteten Netzes darzustellen. In weiterer Folge werden die Anpassungen für eine betriebssichere Netzführung mit voller Ausbaustufe dieses Szenarios dargestellt und die überschlagsmäÿigen Kosten für den Umbau ermittelt. Schlussendlich wird geprüft ob und welche Alternativen für einen Netzausbau möglich, und zukünftig auch sinnvoll sind.
Development and testing of a measuring system for recording mechanical loads on industrial batteries
(2019)
Der E-Scooter wurde am Standort Deutschland, durch die entsprechende Gesetzesgrundlage, im Juni 2019 flächendeckend nutzbar gemacht. Die Zukunftsfähigkeit des mikromobilen Verkehrsmittels für eine deutsche Großstadt und speziell für den Standort Dresden, lässt sich beurteilen, indem lokale und internationale Erkenntnisse und Ansprüche in Kombination betrachtet werden. Durch eine zusätzliche Befragung von Dresdner Mobilitätsexperten und -expertinnen ergaben sich Resultate zu Potenzialfeldern, Handlungsbedarfen und der Nutzungsweise von E-Rollern. Abschließend konnten konkrete Entwicklungsindikatoren und Ansätze für weiterführende Untersuchungen formuliert werden.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Fügeprozess von Stahlanbauteilen im Karosseriebau der Volkswagen Sachsen GmbH. Im Wesentlichen soll ein alternatives Falzfixierungsverfahren für die Großserie erprobt werden. Dazu werden zunächst die Prozesse bei der Herstellung des Zusammenbauteils inklusive des Klebens und Falzens be-leuchtet. Untersucht werden ebenfalls die bisher angewandten Verfahren der Falzfixierung sowie sich aufzeigende Patente. In einer Gegenüberstellung werden die Vor- und Nachteile sowie die Umsetzbarkeit im Serienprozess erläutert und die Auswahl eines Verfahrens zur Erprobung getroffen.
Im Anschluss an theoretische Vorbetrachtungen und Untersuchungen erfolgt die Erprobung des ausgewählten Falzfixierungsverfahrens zunächst am Probekörper zur Ermittlung der Haltekräfte und Falzausformung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern. Anschließend werden die optimalen Parameter auf das Serienbauteil übertragen und die Verdrehung der Bauteile zwischen Rohbau und Lack ermittelt. Des Weiteren sind optische Einflüsse auf den Falz und der damit verbundenen Anmutung der Fuge zu betrachten.
Zusammenfassend werden im letzten Schritt die Ergebnisse dargelegt sowie die Chancen und Risiken für den Serienprozess erläutert. Für das erprobte Konzept wird weiterhin ein Ausblick für die technologische Umsetzung beschrieben.
In den letzten Jahren hat sich beim Thema Elektromobilität gezeigt, dass das Laden der Batterie zum Kernproblem für Wissenschaft, Politik und Industrie geworden ist. Dabei sind im Speziellen Energiemenge, Batteriegröße und Gewicht Schlüsselfunktionen. Doch neben der Optimierung technischer Fakten ist insbesondere eine funktionale Ladeinfrastruktur erstrebenswert. Eine hohe Anzahl an Ladesäulen sowie ihre effiziente Auslastung und Nutzung für verschiedene Anwendungsfälle ist einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren, um wirtschaftlich und effektiv agieren zu können. Diese Arbeit beschreibt eine technische Entwicklung, durch deren Einsatz mehr Fahrzeuge an einem bestehenden Ladesystem in einem Betrachtungszeitraum geladen werden können. Hierfür wurde ein Konzept entworfen, welches mit einfachen technischen Mitteln das komplexe Feld einer Ladeinfrastruktur aufwertet. Als Ergebnis entstand ein Prototyp, der für zukünftige Projektierungen zur Konzipierung von Ladestrukturen genutzt werden kann. Dieser wird über ein selbstgeschriebenes Programm gesteuert. Der Prototyp ist als zusätzliches Werkzeug im weiterem Sinne zu betrachten, um bevorstehende technische Konflikte projektbezogen zu lösen.