Dieses Werk liefert einen Beitrag zur Messung der Kommutierungsströme in schnellschaltender Leistungselektronik.
In der vorliegenden Arbeit werden die Anforderungen an die Messung der Kommutierungsströme vorgestellt und dabei wird ein Zusammenhang zwischen Bandbreite und Anstiegs- bzw. Abfallzeit eines Stromimpulses durch einen Leistungstransistor abgeleitet. Der Stand der Technik wird vorgestellt und mit den konkreten Anforderungen an eine Messung des Kommutierungsstromes anhand einer beispielhaften Anwendung verglichen. Dabei wird festgestellt, dass kein Stand-der-Technik-Stromsensor die Anforderungen an eine Kommutierungsstrommessung in Bezug auf Bandbreite und Einfüge-Induktivität ausreichend abdeckt.
Anschließend wird ein skalierbares Konzept zur Lösung des Problems der Messung der Kommutierungsströme vorgestellt. Die Idee ist, den zu messenden Strom durch eine koaxiale Kammer zu führen, um die Einfüge-Induktivität möglichst gering zu halten. Um eine breitbandige Stromerfassung zu ermöglichen, soll das Magnetfeld innerhalb der koaxialen Kammer von zwei Sensoren erfasst werden, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die niederfrequenten Anteile des Stromes sollen über Magnetfeldsensoren, in dieser Arbeit mittels tunnelmagnetoresistiver Sensoren, erfasst werden. Die höherfrequenten Anteile sollen mit einer Rogowski-Spule erfasst und mit der niederfre-quenten Stromerfassung verkoppelt werden.
Das Konzept zur Strommessung wird für einen beispielhaft gewählten Galliumnitrid-Transistor ausgelegt und ein Prototyp mit den benötigten Anforderungen realisiert.
Aktualisiert: 2023-06-20
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Dieses Werk liefert einen Beitrag zur Messung der Kommutierungsströme in schnellschaltender Leistungselektronik.
In der vorliegenden Arbeit werden die Anforderungen an die Messung der Kommutierungsströme vorgestellt und dabei wird ein Zusammenhang zwischen Bandbreite und Anstiegs- bzw. Abfallzeit eines Stromimpulses durch einen Leistungstransistor abgeleitet. Der Stand der Technik wird vorgestellt und mit den konkreten Anforderungen an eine Messung des Kommutierungsstromes anhand einer beispielhaften Anwendung verglichen. Dabei wird festgestellt, dass kein Stand-der-Technik-Stromsensor die Anforderungen an eine Kommutierungsstrommessung in Bezug auf Bandbreite und Einfüge-Induktivität ausreichend abdeckt.
Anschließend wird ein skalierbares Konzept zur Lösung des Problems der Messung der Kommutierungsströme vorgestellt. Die Idee ist, den zu messenden Strom durch eine koaxiale Kammer zu führen, um die Einfüge-Induktivität möglichst gering zu halten. Um eine breitbandige Stromerfassung zu ermöglichen, soll das Magnetfeld innerhalb der koaxialen Kammer von zwei Sensoren erfasst werden, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die niederfrequenten Anteile des Stromes sollen über Magnetfeldsensoren, in dieser Arbeit mittels tunnelmagnetoresistiver Sensoren, erfasst werden. Die höherfrequenten Anteile sollen mit einer Rogowski-Spule erfasst und mit der niederfre-quenten Stromerfassung verkoppelt werden.
Das Konzept zur Strommessung wird für einen beispielhaft gewählten Galliumnitrid-Transistor ausgelegt und ein Prototyp mit den benötigten Anforderungen realisiert.
Aktualisiert: 2023-06-20
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Dieses Werk liefert einen Beitrag zur Messung der Kommutierungsströme in schnellschaltender Leistungselektronik.
In der vorliegenden Arbeit werden die Anforderungen an die Messung der Kommutierungsströme vorgestellt und dabei wird ein Zusammenhang zwischen Bandbreite und Anstiegs- bzw. Abfallzeit eines Stromimpulses durch einen Leistungstransistor abgeleitet. Der Stand der Technik wird vorgestellt und mit den konkreten Anforderungen an eine Messung des Kommutierungsstromes anhand einer beispielhaften Anwendung verglichen. Dabei wird festgestellt, dass kein Stand-der-Technik-Stromsensor die Anforderungen an eine Kommutierungsstrommessung in Bezug auf Bandbreite und Einfüge-Induktivität ausreichend abdeckt.
Anschließend wird ein skalierbares Konzept zur Lösung des Problems der Messung der Kommutierungsströme vorgestellt. Die Idee ist, den zu messenden Strom durch eine koaxiale Kammer zu führen, um die Einfüge-Induktivität möglichst gering zu halten. Um eine breitbandige Stromerfassung zu ermöglichen, soll das Magnetfeld innerhalb der koaxialen Kammer von zwei Sensoren erfasst werden, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die niederfrequenten Anteile des Stromes sollen über Magnetfeldsensoren, in dieser Arbeit mittels tunnelmagnetoresistiver Sensoren, erfasst werden. Die höherfrequenten Anteile sollen mit einer Rogowski-Spule erfasst und mit der niederfre-quenten Stromerfassung verkoppelt werden.
Das Konzept zur Strommessung wird für einen beispielhaft gewählten Galliumnitrid-Transistor ausgelegt und ein Prototyp mit den benötigten Anforderungen realisiert.
Aktualisiert: 2023-06-20
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Dieses Werk liefert einen Beitrag zur Messung der Kommutierungsströme in schnellschaltender Leistungselektronik.
In der vorliegenden Arbeit werden die Anforderungen an die Messung der Kommutierungsströme vorgestellt und dabei wird ein Zusammenhang zwischen Bandbreite und Anstiegs- bzw. Abfallzeit eines Stromimpulses durch einen Leistungstransistor abgeleitet. Der Stand der Technik wird vorgestellt und mit den konkreten Anforderungen an eine Messung des Kommutierungsstromes anhand einer beispielhaften Anwendung verglichen. Dabei wird festgestellt, dass kein Stand-der-Technik-Stromsensor die Anforderungen an eine Kommutierungsstrommessung in Bezug auf Bandbreite und Einfüge-Induktivität ausreichend abdeckt.
Anschließend wird ein skalierbares Konzept zur Lösung des Problems der Messung der Kommutierungsströme vorgestellt. Die Idee ist, den zu messenden Strom durch eine koaxiale Kammer zu führen, um die Einfüge-Induktivität möglichst gering zu halten. Um eine breitbandige Stromerfassung zu ermöglichen, soll das Magnetfeld innerhalb der koaxialen Kammer von zwei Sensoren erfasst werden, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die niederfrequenten Anteile des Stromes sollen über Magnetfeldsensoren, in dieser Arbeit mittels tunnelmagnetoresistiver Sensoren, erfasst werden. Die höherfrequenten Anteile sollen mit einer Rogowski-Spule erfasst und mit der niederfre-quenten Stromerfassung verkoppelt werden.
Das Konzept zur Strommessung wird für einen beispielhaft gewählten Galliumnitrid-Transistor ausgelegt und ein Prototyp mit den benötigten Anforderungen realisiert.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Dieses Werk liefert einen Beitrag zur Messung der Kommutierungsströme in schnellschaltender Leistungselektronik.
In der vorliegenden Arbeit werden die Anforderungen an die Messung der Kommutierungsströme vorgestellt und dabei wird ein Zusammenhang zwischen Bandbreite und Anstiegs- bzw. Abfallzeit eines Stromimpulses durch einen Leistungstransistor abgeleitet. Der Stand der Technik wird vorgestellt und mit den konkreten Anforderungen an eine Messung des Kommutierungsstromes anhand einer beispielhaften Anwendung verglichen. Dabei wird festgestellt, dass kein Stand-der-Technik-Stromsensor die Anforderungen an eine Kommutierungsstrommessung in Bezug auf Bandbreite und Einfüge-Induktivität ausreichend abdeckt.
Anschließend wird ein skalierbares Konzept zur Lösung des Problems der Messung der Kommutierungsströme vorgestellt. Die Idee ist, den zu messenden Strom durch eine koaxiale Kammer zu führen, um die Einfüge-Induktivität möglichst gering zu halten. Um eine breitbandige Stromerfassung zu ermöglichen, soll das Magnetfeld innerhalb der koaxialen Kammer von zwei Sensoren erfasst werden, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die niederfrequenten Anteile des Stromes sollen über Magnetfeldsensoren, in dieser Arbeit mittels tunnelmagnetoresistiver Sensoren, erfasst werden. Die höherfrequenten Anteile sollen mit einer Rogowski-Spule erfasst und mit der niederfre-quenten Stromerfassung verkoppelt werden.
Das Konzept zur Strommessung wird für einen beispielhaft gewählten Galliumnitrid-Transistor ausgelegt und ein Prototyp mit den benötigten Anforderungen realisiert.
Aktualisiert: 2023-06-13
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Dieses Werk liefert einen Beitrag zur Messung der Kommutierungsströme in schnellschaltender Leistungselektronik.
In der vorliegenden Arbeit werden die Anforderungen an die Messung der Kommutierungsströme vorgestellt und dabei wird ein Zusammenhang zwischen Bandbreite und Anstiegs- bzw. Abfallzeit eines Stromimpulses durch einen Leistungstransistor abgeleitet. Der Stand der Technik wird vorgestellt und mit den konkreten Anforderungen an eine Messung des Kommutierungsstromes anhand einer beispielhaften Anwendung verglichen. Dabei wird festgestellt, dass kein Stand-der-Technik-Stromsensor die Anforderungen an eine Kommutierungsstrommessung in Bezug auf Bandbreite und Einfüge-Induktivität ausreichend abdeckt.
Anschließend wird ein skalierbares Konzept zur Lösung des Problems der Messung der Kommutierungsströme vorgestellt. Die Idee ist, den zu messenden Strom durch eine koaxiale Kammer zu führen, um die Einfüge-Induktivität möglichst gering zu halten. Um eine breitbandige Stromerfassung zu ermöglichen, soll das Magnetfeld innerhalb der koaxialen Kammer von zwei Sensoren erfasst werden, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die niederfrequenten Anteile des Stromes sollen über Magnetfeldsensoren, in dieser Arbeit mittels tunnelmagnetoresistiver Sensoren, erfasst werden. Die höherfrequenten Anteile sollen mit einer Rogowski-Spule erfasst und mit der niederfre-quenten Stromerfassung verkoppelt werden.
Das Konzept zur Strommessung wird für einen beispielhaft gewählten Galliumnitrid-Transistor ausgelegt und ein Prototyp mit den benötigten Anforderungen realisiert.
Aktualisiert: 2023-06-09
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Dieses Werk liefert einen Beitrag zur Messung der Kommutierungsströme in schnellschaltender Leistungselektronik.
In der vorliegenden Arbeit werden die Anforderungen an die Messung der Kommutierungsströme vorgestellt und dabei wird ein Zusammenhang zwischen Bandbreite und Anstiegs- bzw. Abfallzeit eines Stromimpulses durch einen Leistungstransistor abgeleitet. Der Stand der Technik wird vorgestellt und mit den konkreten Anforderungen an eine Messung des Kommutierungsstromes anhand einer beispielhaften Anwendung verglichen. Dabei wird festgestellt, dass kein Stand-der-Technik-Stromsensor die Anforderungen an eine Kommutierungsstrommessung in Bezug auf Bandbreite und Einfüge-Induktivität ausreichend abdeckt.
Anschließend wird ein skalierbares Konzept zur Lösung des Problems der Messung der Kommutierungsströme vorgestellt. Die Idee ist, den zu messenden Strom durch eine koaxiale Kammer zu führen, um die Einfüge-Induktivität möglichst gering zu halten. Um eine breitbandige Stromerfassung zu ermöglichen, soll das Magnetfeld innerhalb der koaxialen Kammer von zwei Sensoren erfasst werden, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die niederfrequenten Anteile des Stromes sollen über Magnetfeldsensoren, in dieser Arbeit mittels tunnelmagnetoresistiver Sensoren, erfasst werden. Die höherfrequenten Anteile sollen mit einer Rogowski-Spule erfasst und mit der niederfre-quenten Stromerfassung verkoppelt werden.
Das Konzept zur Strommessung wird für einen beispielhaft gewählten Galliumnitrid-Transistor ausgelegt und ein Prototyp mit den benötigten Anforderungen realisiert.
Aktualisiert: 2023-06-09
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Die mit diesem Buch erreichbaren Lernziele entsprechen jenen Anforderungen, die der Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke (ZVEH) für die Meisterprüfung im Elektrotechniker- bzw. Elektromaschinenbauer-Handwerk festgelegt hat.
Aktualisiert: 2022-04-30
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Die mit diesem Buch erreichbaren Lernziele entsprechen jenen Anforderungen, die der Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke (ZVEH) für die Meisterprüfung im Elektrotechniker- bzw. Elektromaschinenbauer-Handwerk festgelegt hat.
Aktualisiert: 2022-04-30
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Das Buch zeigt Anwendern, wie sie ihr Endgerät EMV-konform mit einem geregelten Kleinantrieb als Komponente aufbauen und gibt Elektronikentwicklern praktische Maßnahmen an die Hand, wie EMV bereits in der Entwicklung von Motorreglern für Kleinantriebe berücksichtigt werden kann.
Aktualisiert: 2022-02-17
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This thesis presents a virtual rapid analysis model (VRAM) replacing the conventional reduced order systems model for physical value calculation of permanent magnet DC brush motors. The newly developed rapid calculation method (RCM) computes the superposition of magnetomotive forces with the aid of look-up tables while taking into account magnetic circuit saturation. Dynamic coil (current, voltage, flux linkage) and motor values (current, voltage, speed and torque) are calculated quickly and with high accuracy (including brush arcing) by the VRAM. Nonlinear flux linkage and torque values are almost identical to validated 3D finite element analysis, therefore verifying the model’s accuracy. The VRAM can be used to optimize nonmagnetic parameters, determine torque curves or develop control algorithms. The VRAM’s relative calculation speed versus conventional methods is an inexpensive alternative for research and development.
Aktualisiert: 2022-09-30
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Das Ziel der Arbeit besteht darin, einen Überblick über die Thematik der Stromkommutierung
von Reihenschluss- und Permanentmagnetmotoren zu geben, den Vorgang der
Stromkommutierung dieser Motoren zu analysieren, das Kontaktsystem sowohl konstruktiv
als auch funktionell zu beschreiben, bekannte als auch neue Analyseverfahren zur
messtechnischen Beurteilung der Kommutierung vorzustellen und aus den messtechnischen
Ergebnissen Ansätze zur Berechnung und zur optimalen Gestaltung des Magnetkreises
hinsichtlich der Kommutierung abzuleiten.
Den Kern der Ausführungen bildet die messtechnische Analyse der Stromkommutierung des
Kommutatormotors mit einer automatisierten Auswertung der Messergebnisse. Die
Aufbereitung der experimentell gewonnenen Daten nimmt einen breiten Raum ein. Es werden
spezielle Verfahren für Reihenschluss- und Permanentmagnetmotoren erläutert. Praktische
Beispiele illustrieren die Anwendung und zeigen die Grenzen des Einsatzes. Die neu
entwickelten und in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Verfahren zur
Kommutierungsanalyse wurden in einer Software mit integrierter Versuchsstands- und
Messgerätesteuerung umgesetzt, sodass ein praktisch anwendbarer Versuchsstand für weitere
Untersuchungen zur Verfügung steht.
Die experimentellen Arbeiten dienen als Grundlage für die Formulierung von Zielrichtungen
zur Optimierung und für die Modellbildung des Kommutierungsvorgangs. Die umfangreiche
Kenntnis der Einflussgrößen auf die Kommutierung liefert die für die Modellbildung nötigen
Parameter. Zwei Ansätze zur Berechnung zeigen Wege für eine Simulation der
Kommutierung.
Die aus den experimentellen Untersuchungen gewonnene umfangreiche Kenntnis der die
Kommutierung prägenden Einflussgrößen erleichtert, gezielt auf problembehaftete
Stromkommutierung zu reagieren bzw. bereits bei der Auslegung und Konstruktion von
Motoren die Grundlage für eine vorteilhafte Kommutierung zu legen.
Aktualisiert: 2020-02-04
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In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur Berechnung der Kommutierung bei permanentmagneterregten Kommutatormotoren (PM-DC-Motoren) vorgestellt. Darüber hinaus werden die Grundlagen der Stromwendung und die sie beeinflussenden Faktoren diskutiert. Im Rahmen der Arbeit erfolgt zudem eine Zusammenfassung der wichtigsten Methoden zur Messung und Beurteilung der Kommutierung, da diese Untersuchungen für die Kleinmaschinenentwicklung nach wie vor hoch relevant sind. Die Verfahren werden anhand von konkreten Beispielen erläutert und hinsichtlich Aufwand und ihrer Aussagekraft bewertet sowie zur Validierung des neuen Berechnungsansatzes herangezogen. Die Analyse bekannter Berechnungsverfahren auf deren Eignung und Grenzen schließt diesen Themenkomplex ab.
Mittels des neu entwickelten Simulationsansatzes für ein vollständiges Antriebssystems kann die Stromwendung in allen Betriebszuständen analysiert werden. Die Modellbeschreibung umfasst den Einfluss des Magnetkreises, der Ansteuerung, der Antriebsmechanik und des Kontaktsystems Bürste-Kommutator. Die Erstellung und Parametrierung der Antriebsmodelle wird unter Einbeziehung spezifischer Charakteristika von PM-DC-Motoren kleiner Leistung erörtert. Ein Schwerpunkt bildet dabei das Verhalten des Kontaktsystems und dessen Nachbildung mit allen wesentlichen Einflussgrößen.
Daran anschließend werden praxisrelevante Fragestellungen zum Kommutierungsverhalten mit Hilfe der Antriebssimulation analysiert. Aufbauend auf den Berechnungsergebnissen lassen sich Gesichtspunkte zur Konstruktion und Auslegung von PM-DC-Motoren ableiten.
Aktualisiert: 2020-02-03
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