Gregor Käppler

Entwicklung einer Steuerelektronik für den digitalen Zwilling eines Elektromotors

Die Validierung der Komponenten des elektrischen Antriebstrangs erfolgt u.a. auf Motorprüfständen, um die korrekte Funktion von Batterie, Inverter und Motor sicherzustellen. Da Motorprüfstände aufwendig und teuer sind, soll ein elektronischer Motorersatz entwickelt werden, der die Validierung von Batterie und Inverter unter realen Betriebsbedingungen erlaubt. Solche als digitale Zwillinge bezeichneten Ersatzmodelle einer realen Komponente nehmen in der Entwicklung eine zunehmend wichtige Position ein. Jedoch sind diese in der technischen Entwicklung selber noch sehr unausgereift.

In dieser Arbeit soll die Steuerelektronik für solch einen Motorersatz konzipiert und aufgebaut werden. Dies beinhaltet die Ansteuerung des Leistungsteils, Messung der Ströme und Spannungen des Systems und eine Encoder-Schnittstelle für den Inverter. Des Weiteren ist eine Regelung zu implementieren, mit der die Ausgangsströme des Inverters geregelt werden können. Die Sollwert Vorgabe der Regelung soll mit Hilfe eines integrierten Motormodells vorgegeben werden, welches durch Eingabe der Motorparameter zu beeinflussen ist.

Dazu sind u.a. folgende Punkte zu bearbeiten:

• Erarbeitung eines Konzeptes zum Aufbau der Steuerelektronik sowie zur Nachbildung und Regelung der Motorströme
• Auswahl geeigneter Komponenten und Entwicklung eines Schaltplans
• Erstellung eines Layouts mit der Software Altium Designer
• Inbetriebnahme und Test der Steuerelektronik
• schriftliche Dokumentation der Ergebnisse und Präsentation in einem Seminarvortrag