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Entwurf und Aufbau einer universellen Drehgeberauswertung

Entwurf und Aufbau einer universellen Drehgeberauswertung
type:Studienarbeit
tutor:

Dipl.-Ing. Tobias Gemaßmer

person in charge:

Jürgen Thoma

Am Elektrotechnischen Institut sind verschiedene Prüfstände für Elektromotoren vorhanden. Die Steuerung dieser Anlagen geschieht durch ein am ETI entwickeltes DSP-System. Dieses besteht neben der zentralen Recheneinheit, einem digitalen Signalprozessor der Firma Texas Instruments, aus verschiedenen Einschubkarten.
Für die Regelung und Vermessung von Elektromotoren müssen verschiedene Betriebsgrößen gemessen und ausgewertet werden. Neben elektrischen Größen wie Strömen und Spannungen sind dies auch die Drehzahl des Rotors und das an der Welle abgegebene Drehmoment. Dazu sind verschiedene Geber erhältlich, deren Ausgangssignale beispielsweise Rechtecksignale mit einer zur Messgröße proportionalen Frequenz sind.
Zur Weiterverarbeitung mit dem DSP müssen diese frequenzmodulierten Signale ausgewertet und digital über den Bus ausgegeben werden. Dazu sind Einschubkarten für das DSP-System notwendig.
Am ETI existiert derzeit eine solche Einschubkarte, um einen Inkrementalgeber auszuwerten, welche zudem mit einzelnen Modifikationen als Auswertekarte der Momentenmesswellen genutzt werden kann. Diese soll jedoch an einigen Stellen überarbeitet werden.
Auf Seiten der Hardware betrifft dies beispielsweise den Schaltungsteil zur Versorgung des Gebers sowie die Busanbindung. Zudem sollen zwei separate Karten entstehen, die als neue Standardkarten dienen sollen.
Aufgrund schlechter Lesbarkeit sowie fehlender Dokumentation ist das Auswerteprogramm auf dem FPGA weitgehend neu zu gestalten. Dabei ist eine Auswertung der sogenannten C-Spur des Gebers, die eine Nulllage definiert, zu prüfen und gegebenenfalls hinzuzufügen. Dies ist bisher nicht realisiert.
Abschließend sind die Einschubkarten in Betrieb zu nehmen und die Funktionsfähigkeit nachzuweisen.