IPE 18-2022 Masterarbeit zum Thema: Entwicklung eines intelligenten Industrienetzteils für Fördersysteme

Organisationseinheit

Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)

Ihre Aufgaben

In der Logistikbranche kommen eine Vielzahl von Fördersystemen zustande, die beispielsweise Pakete oder Werkstücke innerhalb von Fabrik- und Lagerhallen transportieren. Die motorisierten Rollantriebe dieser Fördersysteme werden von Netzteilen versorgt, welche in der Regel sehr simpel und oft relativ überdimensioniert sind. Die Logistikbranche ist ein dynamischer und stark wachsender Markt. Ausfälle von Fördersystemen können zu Lieferschwierigkeiten führen, weshalb der Wunsch besteht, diese Ausfälle zu vermeiden, vorherzusagen, wann Ausfälle wahrscheinlich werden könnten und diese bei Eintreten schnell zu erkennen. Predictive Maintenance und Remote Mo-nitoring spielen daher zunehmend eine Rolle. Gleichzeitig soll die eingesetzte Technik effizienter werden, um Energie und damit den Ausstoß von Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Gerätekonzepte, die leicht zu reparieren, funktional wiederverwendbar oder stofflich einfach aufbereitet werden können, sollen ebenfalls im Rahmen der „Circular Econoy“ berücksichtigt werden.

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein Netzteil (AC → DC) entwickelt werden, das für die Spannungsversorgung von Motorrollen in Fördersyste-men verwendet werden soll. Das Netzteil mit einer Leistung von ca. 500W soll vom AC-Stromnetz ver-sorgt werden (1- oder 3-phasig) und eine konstante DC-Ausgangsspannung ausgeben, um damit Motorrollen-Treiber zu versorgen (z.B. bis zu 20 A).
Zunächst sollen dazu die Anforderungen und Rahmenbedingungen mit dem Industriepartner des Projekts diskutiert werden. Im Anschluss soll eine geeignete Topologie für das Netzteil (AC/DC z.B.: PFC, AFE, …; DC/DC: z.B. LLC-, Flyback-, Push-Pull-Converter, …) ausgewählt werden.
Im nächsten Schritt soll das Schaltungsdesign (Schaltplan, Layout) für einen ersten Prototyp des Netzteils entworfen werden (Altium Designer oder Autodesk EAGLE). Der Prototyp soll anschließend im Labor aufgebaut, in Betrieb genommen und analysiert werden.
Die prädiktive Wartung sowie Monitoringfunktionen und die Kommunikation zu dem Motor-Steuergerät müssen nicht im Rahmen der Masterarbeit entwickelt werden, sollte aber in Absprache mit dem Industriepartner zumindest in der Hardware vorberei-tet sein, damit in einem nächsten Schritt (nach Ab-schluss der Masterthesis) mit der aufgebauten Hardware weitergearbeitet werden kann.
Einzelne Funktionsblöcke (z.B. Gate-Treiber, LLC-Controller, …) sind zum Teil schon in vorherigen Arbeiten am Institut entworfen werden und könnten in abgewandelter Form weiterverwendet werden.
Es ist vorgesehen (aber kann zu diesem Zeitpunkt noch nicht garantiert werden) im Anschluss eine Promotion auf diesem Themengebiet auszuschreiben, auf die sich die bearbeitende Person – bei Interesse und Ausblick auf erfolgreichen Abschluss der Thesis – bewerben kann.

Eintrittstermin

ab sofort

Ihre Qualifikation

Studienrichtung: Elektrotechnik oder Mechatronik