Die präzise Erfassung physikalischer Messgrößen ist für den robusten und effizienten Betrieb elektrische Antriebsmaschinen essenziell. In dieser Dissertation wird ein neuartiges Messverfahren zur Erfassung interner Größen elektrischer Antriebsmaschinen vorgestellt. Das Messverfahren basiert auf einer Anordnung von Flachspulen, welche im Luftspalt der elektrischen Maschine installiert werden. Eine simultane Vermessung der Induktionsspannung sowie der Spulenimpedanz erlaubt die Ableitung einer Vielzahl von Messgrößen wie Drehzahl und Drehwinkel, Temperaturen von Rotor und Stator sowie weitere Aussagen über die magnetischen Verhältnisse im Inneren der Maschine. Gleichzeitig können Querempfindlichkeiten detektiert und kompensiert werden. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Charakterisierung des Systemverhaltens: Mit analytischen Berechnungen, Finite-Elemente-Simulationen und Messungen werden einzelne Einflussgrößen ermittelt, woraus konkrete Messfunktionen sowie Randbedingungen zur Auslegung abgeleitet werden können. Abschließend werden zwei Messfunktionen, eine Magnettemperaturmessung bei permanenterregten Synchronmaschinen und eine Drehzahlmessung bei Asynchronmaschinen, exemplarisch implementiert.
Aktualisiert: 2022-07-26
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Diese Dissertation beschreibt den Systementwurf, die dünnfilmtechnische Fertigung und die messtechnische Charakterisierung von Mikrosensoren auf flexiblen Trägersubstraten. Eine wesentliche Eigenschaft dieser Mikrosensoren stellt die Verwendung einer Polymerfolie mit flexiblen Eigenschaften als Systemträger dar. Da bei bisherigen Mikrosystemen das Substrat den größten Teil des Bauteilvolumens darstellt, eröffnet diese Entwicklung neuartige Möglichkeiten bei der Systemintegration der Mikrosensoren. Auf Grund der geringen Schichtdicken und der flexiblen Eigenschaften des polymerbasierten Systemträgers können diese Mikrosensoren auch auf nicht planaren Oberflächen zur Messung von Belastungsgrößen eingesetzt werden. Die Technologieentwicklung zur Herstellung von Mikrosensoren auf flexiblen Träger-substraten wird am Beispiel eines modularen Mikrowirbelstromsensors durchgeführt.
Aktualisiert: 2019-10-17
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