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Diplomarbeit aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Elektrotechnik, Note:
1.0, Universitat Karlsruhe (TH) (IPEK Institut fur
Produktentwicklung), Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Arbeit
beschreibt nach einer eingehenden Recherche zum Stand der Technik
des Energy-Harvesting die Entwicklung eines autarken Sensormoduls
zum Betrieb von Sensoren auf rotierenden
Horizontal-Achsen-Systemen. Dieses Sensormodul ist in der Lage
Daten auf rotierenden Wellen aufzunehmen, zu verarbeiten und auf
dem 2.4GHz ISM Band an einen Rechner zu senden, ohne dabei einer
externen Energieversorgung zu bedurfen. Die Technologierecherche
ist ein wichtiger Teil dieser Arbeit. Sie verschafft einen
Uberblick uber den derzeitigen Stand des Energy-Harvesting in
Funk-Sensor-Anwendungen. Dieser Uberblick ist speziell fur
Entwickler von Condition-Monitoring-Systemen interessant. Das
entwickelte Modul besteht aus einem induktiven Generator, einer
Generatorbeschaltung mit Energiespeicher und einer
Mikrocontrollereinheit mit Sensorsignalverstarker und
Datenubertragungsmodul. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf
Energy-Harvesting und damit dem Generator und seiner elektrischen
Beschaltung. Es wurde eine neuartige Schaltungstopologie
entwickelt, welche einen guten Generatorausbeutegrad bei kleinem
Schaltungsaufwand aufweist. Nachdem in Kapitel 2 der enorme Nutzen
in der Anwendung dargelegt wird, wird die Frage beantwortet,
weshalb Energy-Harvesting gerade jetzt in den Fokus der Entwickler
tritt. In Kapitel 3 wird dann zunachst in das Gebiet
Energy-Harvesting eingefuhrt und notwendige Definitionen
festgelegt. Die verschiedenen Energiequellen, Generatoren,
Wandlerprinzipien, Energiespeicher und Herausforderungen fur
Datenverarbeitung und -ubertragung bei minimalem Energiebedarf
werden erlautert. Die Batterie als Alternative wird analysiert,
woraus sich die minimalen Anforderungen an ein Energy-Harvesting
System ergeben. Die Arbeit behandelt die Entwicklung eines
Generators und seiner elektrischen Beschaltung i
Studienarbeit aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Elektrotechnik,
Note: 1,0, Universitat Karlsruhe (TH) (Elektrotechnisches Institut
(ETI)), 8 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch,
Anmerkungen: Ausgezeichnet mit dem Continental Auto-motivated
Student Award 2007, Abstract: In der vorliegenden Studienarbeit
wurde aufbauend auf bestehender Umrichterhardware und einem
U/f-Kennlinien Programm zunachst eine Rampenregelung abhangig vom
Motorstrom und der Zwischenkreisspannung entwickelt. Der
Aussteuergrad der Motorsteuerung wird dynamisch an die
Zwischenkreisspannung angepasst. Damit ist eine reine Steuerung
ohne Drehzahlruckfuhrung moglich. Eine Inkrementalgeberauswertung
mit dem Ziel der Minimierung des Quantisierungsfehlers wurde
realisiert. Der Rampenregelung wurde eine Drehzahlregelung mit
Vorsteuerung uberlagert. Damit wurde eine schnelle
Schlupfausregelung erreicht. Die Mikrocontroller Software wurde mit
dem Ziel moglichst hoher Modularitat erstellt. Dadurch stehen nun
alle entwickelten Module auch fur andere Arbeiten auf PIC Basis mit
einer einfachen Integrationsmoglichkeit zur Verfugung. Ein Windows
Computerprogramm fur die Parametrisierung und Messwertanzeige im
laufenden Betrieb wurde entwickelt und wahrend der Tests ausgiebig
verwendet. Es wurden Umfangreiche Dynamik- und Belastungstests
durchgefuhrt und ausgewertet. Die erreichte Dynamik ist gut, die
Kuhlung der Leistungshalbleiter ist fur einen Dauerbetrieb an der
Leistungsgrenze allerdings ungenugend. Damit steht nach dieser
Studienarbeit ein dynamischer, bei Bedarf drehzahlgeregelter,
Umrichter mit PC-Messwertanzeige und Parametrisiermoglichkeit zur
Verfugung.
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