Elektrische Antriebstechnik

 

Ein Großteil der elektrischen Energie wird letztendlich in elektrischen Antrieben in mechanische Energie umgewandelt. Daher besteht gerade im Hinblick auf die Nutzung von Energieeinsparungspotentialen im Bereich der Antriebstechnik großer Forschungsbedarf. Zur Entwicklung von hochgenauen und effiziente Antriebssysteme werden im Kontext aktueller Forschungsfragen und -projekte unter anderem folgende Schwerpunktthemen bearbeitet:

Hinsichtlich der leistungselektronischen Antriebskomponenten werden Fragestellungen bezüglich der Integration und der Signalverarbeitung genauso betrachtet wie neuartige Topologien und der Einsatz von Wide-Bandgap-Materialien. Zur dynamische Modellierung elektrischer Antriebssysteme werden diese leistungselektronischen Komponenten durch Modelle der Elektromagnetik, der Thermik, der Akustik sowie dem mechanischen Lastsystem ergänzt. Der Detailgrad der Modelle hängt von der Anwendung und dem Fokus der Betrachtung ab. Zum Betrieb der Antriebssysteme werden modernste Regelungsverfahren erforscht, wobei der Fokus auf Effizienz, nichtlinearen adaptiven Verfahren, Akustik und thermischen Überlastregelungen liegt. Auf Basis dieser Teilaspekte werden anwendungsspezifische Systeme entwickelt, z.B. für Multi-Antriebssysteme, Mehrphasensysteme, Hochdrehzahlsysteme oder System mit besonderen Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Bei der Bearbeitung dieser Themen kooperiert die Arbeitsgruppe Elektrische Antriebe eng mit der Leistungselektronikgruppe.

Ein besonderer Fokus der Arbeitsgruppe Elektrische Antriebe ist die Anwendung der genannten Forschungsaspekte auf geschaltete Reluktanzantriebe. Bei Reluktanzantrieben wird das gesamte Spektrum von der elektromagnetischen Auslegung über die Modellierung und Regelung (DITC, DIFC, geberlos) bis hin zur System-Synthese abgedeckt.