Elektrotechnisches Institut (ETI)

Konzeption und Realisierung eines Hörsaalversuchs zur selbstgeführten Drehstrombrücke

  • Motivation

    In der Übung zur Vorlesung  „Elektrische Maschinen und Stromrichter“ für alle Studierenden der Elektro- und Informationstechnik am KIT werden Hörsaalexperimente zur Veranschaulichung der theoretisch erarbeiteten Zusammenhänge vorgeführt. Damit werden den Studenten die physikalischen Zusammenhänge der elektrischen Maschinen und Leistungselektronik verdeutlicht. Für die selbstgeführte Drehstrombrücke existiert noch kein Hörsaalversuch. Im Rahmen der Bachelorarbeit wird ein Versuch konzeptioniert und aufgebaut. Ziel ist es, einen anschaulichen Hörsaalversuch zur Pulsweitenmodulation und Blocktaktung bei Kleinantrieben aufzubauen.

    Aufgabenstellung

    Der Hörsaalversuch muss transportabel gestaltet werden. Aus diesem Grund gilt es im ersten Schritt ein mechanisches Konzept zu entwickeln, das Leistungsteil, Signalverarbeitung und Antriebsmaschine umfasst. Dazu müssen geeignete mechanische Komponenten ausgewählt und erstellt werden.
    Im zweiten Schritt wird der Leistungsteil mit Signalverarbeitung aufgebaut. Der Leistungsteil besteht aus einer am ETI entwickelten Einplatinen-Lösung. Diese muss getestet und in Betrieb genommen werden. Die Signalverarbeitung basiert auf einem DSP mit Peripherie, die programmiert und konfiguriert wird.
    Die Regelung des Systems wird anschließend in Matlab/Simulink aufgebaut und verifiziert. Die Modulation für Puls-Weiten-Modulation und Blocktaktung wird zudem auf dem Modulator konfiguriert um den Studierenden in der Übung die Zusammenhänge deutlich machen zu können. Abschließend werden Messungen und Verifikation der Regelung im realen System durchgeführt.