Elektrotechnisches Institut (ETI)

Leistungselektronik für Lebensdaueruntersuchung an Isolationssystemen für Fahrantriebe

  • Thema

    Planung und Aufbau einer Versuchsreihe zur Untersuchung von Einflussgrößen auf die Lebensdauer des elektrischen Isolationssystems von Motorwicklungen von Traktionsmotoren.

    Teil A: Leistungselektronik, Temperierung und Signalverarbeitung

    Motivation

    An das Wicklungsisolationssystem der E-Motoren im Antriebsstrang von Elektrofahrzeugen werden besondere Anforderungen gestellt. Kurze Leitungslängen können die steilen Schaltflanken der Halbleiterschalter nicht abdämpfen. Hohe Ausnutzung der Motoren führt zu hohen Spitzentemperaturen und hohen Temperaturschwankungen. Andererseits wird die Zwischenkreisspannung durch die Batterie nach oben begrenzt und meist ist die geforderte Betriebsdauer über der Lebensdauer des Fahrzeugs geringer, als für Industriemotoren gefordert.Für einen optimalen Antrieb muss das Isolationssystem minimal ausgeführt werden, um die maximale Leistungsdichte zu erreichen. Dabei darf die Zuverlässigkeit des Systems nicht beeinträchtigt werden.

    Aufgabenstellung

    Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Leistungselektronik zur Belastung und zum Heizen  der Versuchsobjekte. Eine automatisierte Zustandsüberwachung und -protokollierung im laufenden Versuch soll berücksichtigt werden.

    • Einarbeitung in das Thema Elektroisolation.
    • Schaltungsentwurf zum Einstellen einer vorgegebenen DC-Spannung.
    • Schaltungsentwurf für die Belastung der Testobjekte mit Spannungsimpulsen.
    • Teilebeschaffung und Aufbau der Leistungselektronik.
    • Aufbau einer Signalelektronik zur Temperaturregelung und Protokollierung des Versuchsverlaufs.
    • Aufbau und Inbetriebnahme des Versuchs.
    • Ausarbeitung und Präsentation.