Programm 2018

Die Agenda zum Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2019
in Würzburg wird nun erstellt. Sollten Sie Interesse haben ein Vortragsthema einzureichen, nehmen Sie gerne mit uns Kontakt  auf.

Werfen Sie auch gerne einen Blick auf das Vortragsprogramm des Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2018:

Dienstag, 20. März 2018

09:00 Uhr
Registrierung der Teilnehmer
09:45 Uhr
Begrüßung - 1. Veranstaltungstag: Power Devices – Optimierungen für das Motor-Design
Referent: Gerd Kucera  | Vogel Business Media
10:00 Uhr
Keynote:
Wärme-Management und Lebensdaueruntersuchung elektronischer Komponenten und Systeme sind
wichtiger denn je mehr
Der Teilnehmer lernt: Merkmale und Herangehensweise bei der thermischen Analyse von Wärmepfaden.
Referent: Prof. Dr.-Ing. Andreas Griesinger | Zentrum für Wärmemanagement Stuttgart

Studium der Physik, Universität Ulm;
Promotion auf dem Gebiet der Wärmeübertragung, Universität Stuttgart;
Entwicklungstätigkeit bei der Firma Robert Bosch GmbH;
Seit 2002 Professur an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg, Fakultät Technik;
Vorlesungen an der German University of Cairo (GUC),
fachliche Schwerpunkte: Wärmemanagement, Thermodynamik, Messtechnik,
Leitung des Forschungsschwerpunkts Wärmemanagement an der Dualen Hochschule,
Leitung des Zentrums für Wärmemanagement Stuttgart (ZFW),
Leitung vieler nationaler und internationaler Entwicklungs- und Forschungsprojekte,
2013 Löhn-Preis der Steinbeis-Stiftung,
2015 Landeslehrpreis Baden-Württemberg.

10:40 Uhr
Der Doppelpuls-Versuch: Charakterisierung und Messung von Leistungshalbleitern mehr
Der Vortrag beschreibt einen effizienten Versuchsaufbau, der die exakte Bestimmung der Schaltverluste von Leistungshalbleitern ermöglicht.
Anhand von realen Messergebnissen zeigt der Vortrag, wie die Ein- und Ausschaltverluste an einem schaltenden Halbleiter entstehen und zu bestimmen sind.
Der Teilnehmer erfährt ausserdem, welchen Einfluss die für die Messung gewählten Randbedingungen auf den Datenblattwert eines Bauteils haben.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Aufbau einer Anordnung zur Bestimmung charakteristischer Größen am Halbleiter
  • Auswertung der Messergebnisse zur Ermittlung der dynamischen Verluste am Halbleiter
  • Einfluss der Mess-Systematik auf den Datenblattwert
Referent: Dr. Martin Schulz | Infineon Warstein

Dr. Martin Schulz ist seit 2005 bei der Infineon Technologies AG in Warstein tätig. Seit 2011 ist er im Application Engineering für die Applikationen Batterieladen >20kW und für die Elektrifizierung von Großfahrzeugen zuständig. Sein Spezialgebiet ist das thermische Management rund um Leistungshalbleiter für Anwendungen im Leistungsbereich von kW bis MW. Dr. Schulz hat mehrere Patente im einschlägigen Bereich und ist Senior IEEE-Member.

11:20 Uhr
Kaffeepause
11:50 Uhr
Lückenlose Leistungsanalyse an elektrischen Maschinen im stationären und nichtstationären Betrieb mehr
Der Anspruch höchster Effizienz an elektrischen Antrieben und Antriebssträngen stellt auch hohe Ansprüche an Entwicklungs- und Analysewerkzeuge wie Leistungsanalysatoren. DEWETRON stellt eine präzise, zuverlässige messtechnische Lösung für die lückenlose Leistungsanalyse von elektrischen Maschinen im stationären und nichtstationären Betrieb vor.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Herausforderungen an die Messtechnik für stationären/nicht stationären Betrieb
  • Auswahl und Konfiguration der Messsoftware, Messhardware inkl. Stromsensorik
  • Lösungswege für die Praxis
Referent: Michael Oberhofer | DEWETRON

Michael Oberhofer ist Product Owner und technischer Experte für die Leistungsmesstechnik bei DEWETRON. Er studierte an der Technischen Universität Graz Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Energietechnik und Absolvierte das Bakkalaureat mit dem Thema "Verbrauchsanalyse von Elektrofahrzeugen" sowie das Masterstudium zum Thema "Demand-Side-Management in Österreich". Er arbeitete als Applikations-Ingenieur im Bereich der elektrischen Leistungsmessung und unterstützte den Vertrieb als technischer Berater. Seit 2015 ist er technisch für die Produktentwicklung und Definition für Leistungsmessgeräte sowie der Verwaltung des agilen Software Product Backlogs zuständig.

12:30 Uhr
Messen von Lagerströmen und -spannungen zur Beurteilung einer resultierenden Lagerschädigung an
umrichtergespeisten Elektromotoren mehr
Während des Betriebs elektrischer Motoren in modernen Antriebssystemen treten eine Reihe parasitärer Effekte aufgrund der schnell schaltenden Umrichter auf. Einer dieser Effekte ist der Stromfluss durch die Motorlager. Dabei auftretende Lichtbogenentladungen im Schmierspalt können Material in den Lagerlaufbahnen aufschmelzen oder verdampfen. Dies führt im Fall von aufgeschmolzenem Laufbahnmaterial zu einer grau-mattierten Laufspur, die keinen Einfluss auf die Lagerlebensdauer hat. Bei Materialverdampfung kann eine sogenannte Riffelbildung entstehen. Sie ist gekennzeichnet durch eine senkrecht zur Wälzrichtung orientierte, in die Laufbahn erodierte Berg- und Talstruktur, die die Lagerlebensdauer verkürzt. Dies bedingt ungeplante Wartungseinsätze bzw. Anlagenstillstände und damit höhere Kosten. In Rahmen dieses Vortrags werden nach einer Beschreibung der relevanten Einflussgrößen, die notwendigen Mess- und Analyseverfahren vorgestellt, welche die Beurteilung der elektrischen Lagerbelastung sowie die Einschätzung einer resultierenden Lagerschädigung an umrichtergespeisten Elektromotoren erlauben.


Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Lagerstromarten und Abhilfemaßnahmen in elektrischen Antriebssystemen
  • Analyse und Bewertung der elektrischen Lagerbelastung
  • Möglichkeiten zur Bestimmung des mechanischen Lagerzustands
Referent: Dr. Hans Tischmacher | Siemens

Hans Tischmacher ist seit 1992 im Fachgebiet der elektrischen Antriebstechnik aktiv. Während seiner nunmehr über 20-jährigen Industrietätigkeit bei der Siemens AG arbeitete er bisher, sowohl im Bereich der Entwicklung von Elektromotoren als auch in dem der Entwicklung der dazugehörigen Spannungszwischenkreisumrichter. Seit 2005 beschäftigt er sich mit der Interaktion von Motor und Umrichter bei drehzahlveränderlichen Antrieben. Als Senior Engineer liegen seine Schwerpunkte auf Themen wie z.B. Lagerströme, Motorgeräusche und Isolationsbeanspruchung bei umrichtergespeisten Elektromotoren. Im Rahmen seiner Tätigkeit sind dabei eine Reihe von Veröffentlichungen und Patenten entstanden. 2017 promovierte Herr Tischmacher an der Leibniz Universität Hannover.

13:10 Uhr
Mittagspause
14:00 Uhr
Einfluss des Motorkabels auf die Auslegung der Leistungselektronik mehr
Auf Grundlage von Labormessungen mit verschiedenen Motorkabellängen werden die Einflüsse auf den Motor und die Leistungselektronik dargestellt. Eine große Herausforderung der Hersteller von Antriebsumrichtern ist die unbekannte Länge des Motorkabels, das sowohl den Motor, als auch die leistungselektronischen Bauteile beeinflusst. Der Motor wird, je nach Konfiguration des Kabels und der Leistungselektronik hohen Spannungsflanken ausgesetzt, die dazu führen können, dass die Isolierung und die Motorlager eine frühzeitige Alterung erfahren. Eine Reduktion der Schaltgeschwindigkeiten ist deshalb in der Regel notwendig. Darüber hinaus werden auch die Schaltverluste der leistungselektronischen Schalter stark von den parasitären Komponenten des Kabels beeinflusst. Besonders bei kleinen Leistungen und großen Kabellängen fällt dieser Effekt ins Gewicht und muss bei der Auslegung von Komponenten berücksichtigt werden. Der Vortrag zeigt Messergebnisse an Silizium- und Siliziumkarbid-Leistungselektronikmodulen kleiner Stromklasse, bei denen die Schaltverlustveränderungen und die sich ergebenden Oszillationen aufgrund des angeschlossenen Kabels genauer untersucht werden.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Erkenntnisse zu generierten Zusatzverlusten in der Leistungselektronik durch lange Motorkabel
  • Erkenntnisse zu Oszillationseffekten aus praktischen Laboruntersuchungen
  • Hinweise zur Auslegung der Leistungselektronik mit langen Motorkabeln
Referent: Michael Gadermann | Infineon

Michael Gadermann ist seit 2012 bei der Infineon Technologies AG in Warstein tätig. Nach dem Studium der Elektrotechnik war er bis 2016 als Application Engineer schwerpunktmäßig zuständig für die Leistungselektronik in der Applikation Elektrische Antriebe. Seit 2016 beschäftigt er sich im Technischen Marketing mit IGBT Leistungsmodulen der Leistungsklassen über 1kW bis zu einigen 100kW, die zu großem Anteil in der Antriebstechnik ihre Anwendung finden.

14:40 Uhr
Ansteuerung von SiC-MOSFET im Spannungsfeld von Verlustoptimierung, sicherem Betrieb und EMV mehr
Viele Antriebshersteller haben bereits Erfahrungen mit Silizium-Carbid-Bauelementen gesammelt, selten gekoppelt mit konkreten Produktentwicklungen, sondern eher um mögliche Potentiale für sich zu entdecken. SiC Bauelemente bieten große Potentiale hinsichtlich Verlustleistungsreduzierung, aber man bekommt das nicht umsonst geschenkt. Insbesondere beim schnell Schalten wird jedes kurze Stück Draht zur Induktivität, jede parallele Fläche zum Kondensator oder alles zusammen zum Schwingkreis. Ein SiC Modul in eine vorhandene Anwendung oder Konstruktion zu platzieren wird selten die wahren Möglichkeiten aufzeigen. Wo sind mögliche Einsatzgebiete und was kann man von der Seite der Ansteuerung tun, um diese Potentiale zu heben?

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Besonderheiten der SiC Bauelemente
  • Unterschiede zu IGBT und Low-Voltage MOSFET Ansteuerung
Referent: Dr. Arendt Wintrich | SEMIKRON

Dr.-Ing. Arendt Wintrich, geb. in Schönebeck/Elbe, studierte an der TU in Chemnitz Elektrotechnik und promovierte dort auf dem Gebiet der Leistungselektronik mit einem Thema über die Modellierung von Leistungshalbleitern. Seit 1999 ist er in der Firma Semikron als Applikations-Manager tätig mit den Schwerpunkten Kundenberatung/-betreuung und elektrothermische Systemauslegung. Er ist Mitautor des Semikron Applikationshandbuches und „Vater“ des Online-Simulationsprograms SemiSel.

15:20 Uhr
Kaffeepause
15:50 Uhr
Niedrig-ESR ALU Kondensatoren für elektrische Antriebe im Automobil mehr
Hohe Leistungsdichten kombiniert mit geringem Volumen und Gewicht sowie hoher Zuverlässigkeit sind die Anforderungen an Systeme in der Automobil-Elektronik. Dies betrifft entsprechend auch die einzelnen Bauelemente wie Kondensatoren. Die Senkung des ESR (Equivalent Series Resistance) spielt dabei eine entscheidende Rolle. In den vergangenen Jahren wurden spezielle Aluminium-Elektrolyt- (ALU-Elko) und Folienkondensatoren mit besonders niedrigen ESR Werten entwickelt, um die Selbstaufheizung durch Rippleströme zu minimieren und so die Stromtragfähigkeit pro Volumen zu steigern. Im Bereich der ALU-Elkos ermöglicht die Hybrid-Polymer-Technologie, die ein hochleitfähiges Polymer mit einer Leitfähigkeit von rund 1000 S/cm mit einem Flüssigelektrolyten kombiniert, eine Erhöhung der Ripple-Stromtragfähigkeit um den Faktor 2 bis 5. Mit dieser neuen Technologie kann das Volumen der Zwischnkreiskondensatoren substantiell verringert werden und die elektrischen Antriebe besser optimiert und miniaturisiert werden.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Warum ein möglichst niedriger ESR (Equivalent Series Resistance) der Zwischenkreiskondensatoren entscheidend für effiziente Designs von modernen, elektrischen Antrieben ist
  • Wie man Kondensatoren auslegt, um möglichst nierdrige ESR Werte zu erreichen
  • Wie sich die Kondensatortechnologie für elektrische Antriebe im Automobil weiter entwickeln wird
Referent: Fabio Mello | EPCOS

Fabio Mello
Dipl.-Ing.
Senior Development Engineer
Aluminum & Film Capacitors Business Group
EPCOS AG
A TDK Group Company
Rosenheimer Strasse 141 e, 81671 Munich
Post: P.O.Box 80 17 09, 81617 Munich, Germany
Telephone: +49 89 54020 2196
Fax: +49 89 54020 2353
Mobile: +49 151 42616085


04/2016 – Heute:
Teamleiter für Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren mit den Bereich Kondensatorentwicklung und Applikation für Automotivanwendungen

10/2007 – 03/2016:
Produktentwickler - Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren für Automotivanwendungen bei EPCOS AG in Heidenheim an der Brenz und München

06/2004 - 09/2007:
Produktentwickler - Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren für Automotivanwendungen bei EPCOS AG Gravataí, Brasilien

2000 – 2004:
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Young Researcher Machinery Development and Electronic Drives Laboratory, Federal University of Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasilien

16:30 Uhr
High-Power-PCB-Design: Was ist zu beachten, wenn Ströme im mittleren zweistelligen und Spannungen im dreistelligen Bereich auftreten? mehr
Was ist alles zu beachten, wenn  hohe Ströme im mittleren zweistelligen Ampere-Bereich und Spannungen im mittleren dreistelligen Volt-Bereich auf einer Leiterplatte auftreten. Dies wird am Beispiel einer Anwendung aus dem Nutzfahrzeugbereich mit Generator, Zwischenkreis und Inverter dargestellt.

Berichtet wird über Erfahrungen z.B. Auswahl des Stack-ups, Kupferquerschnitt und "low Power drop", Umsetzung der Anforderung an Kriechstrecken, Simulationen, Messungen und den abgeleiteten Designregeln für ein Layouttool.

Die Zielgruppe sind Entwickler und Designer, die einen Überblick zu Herausforderungen und Lösungen für Baugruppen mit hohen Ströme und Spannungen bekommen sollen.

Das lernen die Teilnehmer:
  • Umsetzung einer "Ein-Platinen Lösung" mit Laststromkreisen, Leistungselektronik, Strommessung und µController.
  • Grundlagen für Aufbau- und Verbindungstechnik am Beispiel des gezeigten Systems.
  • Darstellung der Zusammenhänge zwischen "großen" Kupferquerschnitten im PCB-Stackup und den Anforderungen an die Isolation (Kriechstrecken).


Referent: Michael Schleicher | SEMIKRON

Michael Schleicher, seit 1991 im Bereich PCB-Layout für verschiedene Firmen tätig,
Absolvent der „Fachschule für Leiterplattentechnik“, Schwäbisch Gmünd,
seit 2008 für Semikron Elektronik GmbH & Co KG

Award: DATE 2002, Paris: „most challenging high speed design“ (ESCAC, Eurofighter),
2012, Dresden: pcbdesignaward „High Power“ (Multi-Converter-Box),
Mitarbeit: FED Arbeitskreis Design, Projekt „High Power“,
FED Fachbeirat Normen und Richtlinien,
DKE/K 682 Aufbau- und Verbindungstechnik für elektronische Baugruppen,
IEC TC91 Electronics assembly technology
ZVEI Arbeitskreis Bauteilsauberkeit

17:10 Uhr
Ende des 1. Veranstaltungstages

Mittwoch, 21. März 2018

08:00 Uhr
Registrierung der Teilnehmer
09:00 Uhr
Begrüßung - 2. Veranstaltungstag: Messtechnik und Design-Betrachtungen, Best Practice und Forschungsergebnisse
Referent: Gerd Kucera  | Vogel Business Media
09:10 Uhr
Aussteller-Spotlight-Session
09:30 Uhr
Keynote:
Neue Herausforderungen an die Leistungsmesstechnik für elektrische Antriebe und Umrichter mehr
Ausgehend von den grundlegenden Zusammenhängen von elektrischer Leistungsgrößen werden unter Berücksichtigung modernen Antriebskonzepte die Anforderungen an die Messtechnik erläutert und an praktischen Beispielen beschrieben.  Es werden die unterschiedlichen Darstellungsformen der Messgrößen in einem Antriebsstrang erläutert und vorgeführt. Weiterhin werden fortschrittliche Analyseverfahren, wie z.B. die Berechnung des Luftspaltmoments einer umrichtergespeisten Maschine, vorgestellt.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Kenngrößen und Leistungsdefinitionen für die Beurteilung elektrischer Antriebe
  • Darstellung unterschiedliche physiaklischer Größen eines elektrischen Antriebes
  • Weiterführende Analyseverfahren, z.B. des Lufspaltmoments
Referent: Prof. Johannes Teigelkötter | Hochschule Aschaffenburg

Johannes Teigelkötter wurde auf dem Gebiet der Leistungselektronik an der Ruhr-Universität Bochum promoviert. Danach arbeitete er bei Siemens in der Entwicklung von Traktionsstromrichtern. Seit 17 Jahren ist Herr Teigelkötter Professor an der Hochschule Aschaffenburg mit den Schwerpunkten elektrische Antriebstechnik und Leistungselektronik.

10:10 Uhr
Beschleunigte Erstellung von Wirkungsgrad-Kennfeldern elektrischer Antriebe mehr
Wirkungsgrad- und andere Kennfelder sind die Grundlagen zum Verstehen eines Motors oder eines Antriebes. Die Erstellung ist langwierig, komplex und fehleranfällig. Während sich Wirkungsgradkennfelder von 3-phasige Maschinen mit Power Analyzern erstellen lassen, ist dies für 6-phasige Maschinen oder für weiterführende Kennfelder wie Eisenverluste extrem aufwändig und es werden mehrere Messgeräte gleichzeitig benötigt. Das Ergebnis liegt oft erst nach Tagen vor, und bei Fehlern während der Messung muss die komplette Sequenz wiederholt werden.
Der Vortrag beschreibt ein neuartiges Leistungs-Messgerät, mit dem sich alle benötigten Grössen für Wirkungsgrad- und erweiterte Kennfelder mit einem einzigen System erfassen lassen, für beliebig hohe Phasenzahlen und auch für komplexe Antriebskonzepte. Ein Wirkungsgradkennfeld lässt sich damit live direkt vor Ort bei der Messung erzeugen und darstellen.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Wie kann man die Prüfstandszeiten für des Erstellen von Wirkungsgrad-Kennfeldern signifikant reduzieren
  • Wie lassen sich Kennfelder live erzeugen und so Fehlmessungen sofort erkennen
  • Wie können erweiterte Kennfelder wie Eisenveluste oder MTPA-Kurven erzeugt werden
Referent: Klaus Lang | Hottinger Baldwin

Dipl.-Ing. Klaus Lang, geboren 1960, studierte Nachrichtentechnik an der Fachhochschule der Deutschen Bundespost in Dieburg. Nach dem Studium arbeitete er als Produktspezialist für Digitale Schnellschreiber bei GOULD Instruments. Nach der Übernahme durch NICOLET übernahm er dort das Produktmanagement der Transientenrekorder-Produkte. Nach der Übernahme von Nicolet durch LDS war er dort verantwortlich für das Produktmarketing der Nicolet DAQ-Systeme, der DACTRON-Frequenzanalysatoren und der LDS-Schwingungsprüfsysteme. Seit der Übernahme von LDS durch HBM in 2009 ist er als Business Development Manager eDrive (=Testsysteme für Invertergespeiste elektrische Maschinen) tätig.

10:50 Uhr
Kaffeepause & Ausstellung
11:30 Uhr
Sichere und genaue Spannungsmessung an umrichtergespeisten Motoren mehr
Zunächst werden sicherheitstechnische Aspekte bei der Messung an Umrichtern und elektrisches Maschinen erläutert.  Danach werden unterschiedliche Methoden zur Spannungsmessung beschrieben. Es wird gezeigt wie die Eigenschaften von Hochspannungstastköpfen geprüft und bewertet werden können.  Mögliche Ursachen von Messfehlern werden erklärt und deren Vermeidung erläutert.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Elektrische Sicherheit bei Messungen in der Antriebstechnik
  • Aufbau von Hochspannungstastköpfen
  • Erkennung und Beseitigung von Messfehlern
Referent: Prof. Johannes Teigelkötter | Hochschule Aschaffenburg

Johannes Teigelkötter wurde auf dem Gebiet der Leistungselektronik an der Ruhr-Universität Bochum promoviert. Danach arbeitete er bei Siemens in der Entwicklung von Traktionsstromrichtern. Seit 17 Jahren ist Herr Teigelkötter Professor an der Hochschule Aschaffenburg mit den Schwerpunkten elektrische Antriebstechnik und Leistungselektronik.

12:10 Uhr
Anwendung der Raumzeigerdarstellung und dq0-Transformation in Echtzeit mehr
Zunächst werden die Grundlagen der Raumzeigertransformation und dq0-Transformation erläutert. Hierbei werden sowohl die mathematischen Grundlagen, als auch die Bedeutung für Antriebssysteme geschildert. Im Anschluss wird auf Basis der Raumzeiger im ruhenden Koordinatensystem die dq0-TramsformationAbschließend werden anhand unterschiedlicher Applikationen die Vorteile der Anwendung dieser Transformationen vorgestellt.
Der Teilnehmer lernt:
  • Grundlagen und Herleitung der Raumzeigertransformation
  • Bedeutung von Raumzeigern in der elektrischen Antriebstechnik
  • dq0-Transformation
  • Vorteile von Raumzeigern in unterschiedlichen Applikationen
  • Echtzeitanwendung von Raumzeigern in der Antriebsregelung

Referent: Alexander Stock | wissensch. Mitarbeiter Forschungslabor

Alexander Stock studierte an der Hochschule Aschaffenburg Elektro- und Informationstechnik und beendete das Studium 2013 als M.Eng. Seitdem arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor für elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Antriebe der Hochschule Aschaffenburg mit den Schwerpunkten elektrische Antriebstechnik und Leistungselektronik. In diesem Rahmen promoviert er in Kooperation mit der Universität der Bundeswehr München auf dem Fachgebiet der hochdynamischen Leistungsmessung an umrichtergespeisten Antrieben.

12:50 Uhr
Mittagspause & Ausstellung
14:10 Uhr
Regelung von Hybridschrittmotoren – Ein Technologieüberblick mehr
Hybridschrittmotoren werden aufgrund ihrer hohen Drehmomentdichte in einer Vielzahl von Servoapplikationen eingesetzt. In der Praxis werden sie oftmals durch einfache Schrittmotortreiber angesteuert, die den Motor rein stromgeregelt betreiben. Diesen Ansteuermethoden stehen moderne Servoregelverfahren gegenüber, die für die Ausführung des Regelgesetzes auf verschiedene
Sensorinformationen angewiesen sind. Neben den Strangströmen des Motors muss die Steuerelektronik auch die Rotorlage des Motors bspw. durch einen Encoder erfassen. Servoregelungen versprechen eine höhere Dynamik bei gleichzeitig höherer Energieeffizienz. Nachteilig stellt sich ein höherer Hardwareaufwand für die erforderliche Sensorik dar. Im Rahmen des Vortrags werden die Ergebnisse des Vergleichs der genannten klassischen Ansteuerverfahren und der Servoregelverfahren dargestellt.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Steuerung von Hybridschrittmotoren
  • Servoregelung von Hybridschrittmotoren
  • Konkrete Vor- und Nachteile angewandter Regelungsstrukturen
Referent: Dr.-Ing. Onno Martens | TRINAMIC Motion Control

Onno Martens ist seit April 2016 bei TRINAMIC Motion Control als Hardware Software Design Engineer tätig und entwickelt ICs für Motor Control und Bahnsteuerung. Zuvor hat er am Institut für Regelungstechnik der TU Braunschweig promoviert.

14:50 Uhr
Designaspekte zur Steigerung der Drehmomentdichte permanenterregter Servomotoren mehr
Die Robotik ist einer der wachstumsstärksten Märkte unserer Zeit. Dieser Markt verlangt nach hochintegrierten Antriebssystemen und damit im Kern nach kleinen, leichten Servomotoren. Aus dieser Anforderung entsteht klassischer Weise das Spannungsfeld zwischen Verlustleistung und Motorgewicht.
Dieser Vortrag demonstriert wie man durch geschicktes Motordesign den aktuellen Kompromiss aus Verlusten und Gewicht optimieren und somit die bis dato geltenden Grenzen der Drehmomentdichte bei 48V-Motoren verschieben kann. Es wird erläutert, wie die Kombination hoher Polpaarzahlen und dennoch maximalem Kupferfüllfaktor zu verlustminimierter Drehmomentbildung und somit zu kleinen, leichten Servos führt.
Es wird am Beispiel einerseits aufgezeigt welche Anforderungen entsprechende Motordesigns an Servo-Controller stellen. Andererseits wird verdeutlicht welche praktischen Vorteile die gesteigerte Drehmomentdichte für Konstrukteure im Umfeld der elektrischen Antriebstechnik mit sich bringt.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Grundlagen und Randbedingungen der Drehmomentbildung
  • optimales Motor-Design hinsichtlich Drehmomentdichte
Referent: Dr. Andreas Hofmann | TQ Systems GmbH

2005 – 2010: Studium der Automatisierungstechnik TU München
2010 – 2015: Forschungstätigkeit am Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen (Forschungsgruppe Electrical Drives)
2015 – 2016: Produktmanager für die Industrielle Antriebstechnik bei TQ Systems GmbH
2017: Technischer Leiter Industrielle Antriebstechnik (kommissarisch) bei TQ Systems GmbH
2017: Entwicklung Industrielle Antriebstechnik bei TQ Systems GmbH

15:30 Uhr
Kaffeepause & Ausstellung
16:10 Uhr
Dynamische Vermessung des Kennfeldes von BLDC-Maschinen ohne Belastungseinheit. mehr
Klassische Testverfahren erfordern eine aufwändige, zeitintensive, mechanische Ankopplung einer Lastmaschine zur Kennlinienermittlung.
Im vorliegenden Aufsatz wird eine alternative Testmethode beschrieben, welche eine mechanische Ankopplung überflüssig macht und stattdessen die Eigenträgheit des Motors als (dynamische) Last ausnutzt.
Ausgehend von einem mathematischen Modell des BLDC-Motors erhält man mit Hilfe des Kalmanfilter-Algorithmus eine Schätzung des magnetischen Flusses über der Zeit.  Die ermittelten Verläufe des Flusses über der Zeit werden in Abhängigkeit der gemessenen Ströme in d-und q-Achse einschließlich aller Sättigungseffekte und gegenseitigen Kopplungen dargestellt.
In der Praxis können alle Verläufe und Parameter in weniger als 10s ermittelt werden.
Der Algorithmus wurde sowohl in Simulationen als auch in der Praxis bezüglich Genauigkeit und Reproduzierbarkeit getestet.


Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Belastung des Motors durch die Eigenträgheit
  • Kennfeldermittlung bei minimalen Ansprüchen an die Testumgebung
Referent: Dr. Franz Hillenbrand  | imc-Meßsysteme GmbH

Franz Hillenbrand studierte an der technischen Universität Berlin und schloss sein Studium 1976 als Dipl. Ing. ab. Die anschließende Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter wurde 1982 mit erlangen des Doktortitels beendet. Er ist einer der Gründer der Fa. imc in der er über 25 Jahre die Entwicklung leitete. Seit 2015 setzte er seine Tätigkeit als Technologieberater fort. Sein besonderes Interesse gilt der Entwicklung von Methoden zur modellgestützen Erfassung der Parameter elektrischer Maschinen.

16:50 Uhr
Demo: Online-Kennfeldvermessung von Kundenmotoren mehr
Der Teilnehmer lernt: Kennfelder von BLDC-Motoren lassen sich in wenigen Sekunden ermitteln und Steuergeräte (Inverter) individuell auf den Motor abstimmen.
Referent: Dr. Franz Hillenbrand  | imc-Meßsysteme GmbH

Franz Hillenbrand studierte an der technischen Universität Berlin und schloss sein Studium 1976 als Dipl. Ing. ab. Die anschließende Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter wurde 1982 mit erlangen des Doktortitels beendet. Er ist einer der Gründer der Fa. imc in der er über 25 Jahre die Entwicklung leitete. Seit 2015 setzte er seine Tätigkeit als Technologieberater fort. Sein besonderes Interesse gilt der Entwicklung von Methoden zur modellgestützen Erfassung der Parameter elektrischer Maschinen.

17:30 Uhr
Ende des 2. Veranstaltungstages
18:30 Uhr
Abendveranstaltung im eKart Center Würzburg

Donnerstag, 22. März 2018

08:00 Uhr
Registrierung der Teilnehmer
09:00 Uhr
Begrüßung - 3. Veranstaltungstag: Geberlose Regelung: Forschungsergebnisse und Erfahrungen für die Praxis & Numerische Simulation: Methode, Workflow, Bewertung
Referent: Gerd Kucera  | Vogel Business Media
09:10 Uhr
Aussteller-Spotlight-Session
09:30 Uhr
Keynote:
Geberlose Regelung mit neuartiger Überabtastung der Strommessung mehr
Der Teilnehmer lernt: Hochdynamische Lageerkennung von PMSM mit Flussbeobachter, Gradientenabstiegsverfahren und FPGA.
Referent: Prof. Dr.-Ing. Axel Mertens | Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik an der Leibniz-Universität Hannover

Derzeitige Tätigkeit:
Leibniz Universität Hannover,
Leiter des Instituts für Antriebssysteme und Leistungselektronik (IAL)

Beruflicher Werdegang:
• 1992 Promotion an der RWTH Aachen im Bereich Leistungselektronik
• Von 1993 bis 2004 Industrietätigkeit bei der Siemens AG in Erlangen und Nürnberg im Bereich elektrische Antriebe
• Seit 2004 Universitätsprofessor für Leistungselektronik und Antriebsregelung an der Leibniz Universität Hannover
• Seit 2009 zusätzliche Tätigkeiten bei Fraunhofer IFAM (Bremen) und IEE (Kassel)
• Von 2013 bis 2015 zusätzlich Dekan der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik an der Leibniz Universität Hannover

10:10 Uhr
Erfahrungsbericht: Geberlose Positions- und Drehzahlregelung einer PMSM bis zum maximalen Drehmoment im Stillstand mehr
Bei der Regelung von permanenterregten Synchronmaschinen besteht aufgrund unterschiedlicher Anforderungen (Kosten, Platz, Robustheit) die Motivation den Rotorlagegeber einzusparen. Hierbei wird der Rotorlagegeber durch eine Rotorlageschätzung auf Basis eines Motormodells in Verbindung mit der Messung elektrischer Größen ersetzt. Die größte Herausforderung für die geberlose Regelung stellt die Rotorlageschätzung bei sehr kleinen Drehzahlen bzw. im Stillstand bei gleichzeitig dynamischen Laständerungen dar. Der Vortrag zeigt, wie für ein konkretes Produkt eine Drehzahl- und Positionsregelung bis zum maximalen Drehmoment im Stillstand realisiert wurde. Hierzu werden die Herausforderungen ebenso aufgezeigt, wie die Methoden zur Bestimmung der Güte der geberlosen Regelung bei der Inbetriebnahme. Abschließend erfolgt eine Bewertung der erzielten Ergebnisse.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:
  • Realisierbare Ergebnisse mit der geberlosen Regelung am Beispiel eines konkreten Produktes in der Praxis
  • Herausforderungen bei der Entwicklung und Methoden bei der Inbetriebnahme der geberlosen Regelung
  • Sinnvolle Optimierung der geberlosen Regelung im Kontext der Applikation   

Referent: Andreas Spielmann | WITTENSTEIN cyber motor

Andreas Spielmann arbeitet seit 2013 bei WITTENSTEIN als Entwicklungsingenieur im Bereich Entwicklung Software Applikation. Er beschäftigt sich vor allem mit der Simulation, Regelung und Inbetriebnahme elektrischer Antriebssysteme sowie mit der Entwicklung von kundenspezifischen Embedded-Software-Lösungen. In den Jahren 2006 bis 2010 studierte er Elektro- und Informationstechnik an der Georg-Simon-Ohm Hochschule Nürnberg. Im Anschluss hieran war er bis 2013 als System Engineer verantwortlich für die Systemauslegung von DC- und AC-Bahnstromversorgungen.

10:50 Uhr
Kaffeepause & Ausstellung
11:30 Uhr
Geberlose Antriebe mit Synchron-Reluktanzmaschinen: Vergleich von Rotoren mit Flussführung und Einzelpolen mehr
Synchron-Reluktanzmaschinen erfreuen sich steigender Beliebtheit als Antriebslösung aufgrund guter Effizienz und geringer Materialkosten. Der Vortrag zeigt die Eigenschaften von Synchron-Reluktanzmaschinen in Bezug auf sensorlose Regelung bis zum Stillstand unter Verwendung von INFORM- und EMK-Verfahren. Es werden Motoren mit Einzelpolrotoren und solche mit Flussführung im Rotor behandelt. Es wird gezeigt, dass Rotoren mit Flussführung einen gewissen Mindeststrom bei sensorloser Regelung benötigen, wogegen Maschinen mit ausgeprägten Polen diese Anforderung nicht aufweisen. Weiters werden Algorithmen zur optimalen Regelung ohne Drehgeber im gesamten Drehzahlbereich angegeben.
Es zeigt sich, dass durch geeignete Gestaltung von geometrischen Freiheitsgraden (Öffnungswinkel, Radien, Abstände, Schrägung etc.) unter Verwendung von numerischer Feldberechnung die Maschinen im Hinblick auf verschiedene Zielfunktionen optimiert werden können. Dies wurde im Hinblick auf Drehmomentausbeute pro Strom und Drehmomentrippel bei beiden Rotortypen untersucht und die Ergebnisse verglichen. Aufgrund der numerischen Auslegungen wurden mehrere Prototypen aufgebaut und untersucht. Die Messergebnisse zeigen die Eigenschaften der präsentierten Konzepte im Hinblick auf Drehmomententwicklung und sensorlosen Betrieb.


Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Das Prinzip sensorloser Regelung von Synchron-Reluktanzmaschinen kennen
  • Die unterschiedlichen Eigenschaften von verschiedenen Rotorstrukturen im Hinblick auf sensorlose Regelung beurteilen.

Referent: Prof. Dr. Manfred Schrödl | Technische Universität Wien

Management functions in industry:
1993 - 1996: Department manager R&D at ELIN Vienna
1996 – 1998: Division manager of central R&D division at Austria Antriebstechnik, Spielberg, Styria (Austria)
University functions:
Since 1998: Full professor of Electrical drives and machines at TU Vienna
1998-2011: Head of Institute of Electrical Drives and Machines,
2008-2011: Dean of Studies of Faculty of Electrical Engineering at TU Vienna.
Since 2011- : Head of Institute of Energy Systems and Electrical Drives.

12:10 Uhr
Themenblock -
Numerische Simulation: Methode, Workflow, Bewertung

Wie laut wird mein Motor sein? – FEM-basierte Simulation von Motorgeräuschen mehr
Ein FEM-basiertes Simulationsverfahren prognostiziert die Geräuschentwicklung von Elektromotoren, die durch die oszillierenden magnetischen Luftspaltkräfte verursacht wird. Die Luftspaltkräfte werden mit einem elektromagnetischen FEM-Modell berechnet und anschließend in eine mechanische FEM-Schwingungsanalyse im Frequenzbereich transferiert. Aus der erhaltenen Schwingung an der Gehäuseoberfläche lässt sich der Körperschallpegel (ERP – Equivalent Radiated Power) ermitteln oder mit einer nachfolgenden Luftschallanalyse die tatsächliche Abstrahlleistung berechnen. Die Simulationen werden für einen Drehzahlbereich des Motors durchgeführt und der Schallleistungspegel im sogenannten Wasserfalldiagramm über Drehzahl und Frequenz dargestellt. Ein Erweiterungsmodul "Electric Drive Acoustics inside ANSYS" zur FEM-Simulationssoftware ANSYS Mechanical unterstützt den Motorenentwickler bei derartigen Simulationen.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Wasserfalldiagramme des Körperschallpegels von Motoren durch numerische Methoden generieren
Referent: Jürgen Wibbeler | CADFEM

- 1989-1995: Studium Elektrotechnik, TU Chemnitz
- 2002: Promotion auf dem Gebiet Mikrosystemtechnik, TU Chemnitz
- Seit 2000: Berechnungsingenieur bei der CADFEM GmbH, Niederlassung Berlin
- Schwerpunkte: elektrische, magnetische sowie multiphysikalische Simulationen für Aufgabenstellungen aus der Antriebs-, Produktions-, Sensortechnik u.a.

12:50 Uhr
Mittagspause & Ausstellung
14:10 Uhr
Wie ein branchenspezifisches CFD-Tool schnell zu hochwertigen Resultaten kommt mehr
Dieser Vortrag zielt darauf ab, Ihnen den Umgang mit einem 3D CFD Simulationswerkzeug, welches speziell auf die Elektronikindustrie zugeschnitten ist, näher zu bringen. Hierbei fokussiert der Vortrag speziell auf die Erläuterung der Mindestanforderungen an ein Simulationsmodell. Des Weiteren wird darauf eingegangen, wie die Übersetzung eines realen Modells für eine numerische Simulation mit einem Lösungsgitter bewerkstelligt wird und welchen Einfluss dieses Lösungsgitters auf die Qualität der Ergebnisse haben kann.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Mindestanforderungen an die Modellierung
  • Einfluss und Grenzen der Vernetzung auf das Ergebnis
Referent: Tobias Best | ALPHA-Numerics

Herr Best ist Inhaber und Geschäftsführer der ALPHA-Numerics GmbH. Die ALPHA-Numerics GmbH agiert als deutsche Industrievertretung der FutureFacility Limited, dem Hersteller von branchenspezifischer 3D Simulationssoftware. Neben dem Vertrieb dieser CFD Software zur Simulation der Wärmewege in elektronischen Geräten bis hin zum Rechenzentrum bietet die ALPHA-Numerics eine fundierte Ausbildung für Ingenieur im Bereich Elektronikkühlung und in der Nutzung solcher Simulationstools. Eine technische Betreuung der Softwareanwender sowie das Angebot umfangreicher Simulations-Auftragsarbeiten runden das Konzept ab.

14:50 Uhr
Modellierung und Berechnung des Wärmetransports in elektrischen Maschinen mehr
Der Vortrag beschäftigt sich mit dem Wärmetransport in elektrischen Maschinen. Die konventionelle Berechnung des Wärmetransports mit einer Software für die Strömungssimulation (CFD) wird mit einem lokalen Ersatzmodell für den thermischen Widerstand des Luftspaltes zwischen dem Rotor und Stator ergänzt. Die Abnahme des thermischen Widerstandes mit der zunehmenden Rotationsgeschwindigkeit wird untersucht. Die Ergebnisse der Berechnung und der korrespondierenden messtechnischen Untersuchung werden exemplarisch für eine aktuelle Maschine gegenübergestellt. Der Einfluss des thermischen Widerstandes des Luftspaltes auf die Temperatur der Wicklungen wird diskutiert. Überdies wird der anwendungsnahe Nutzen der vorgestellten simulativen Untersuchungen vorgestellt und messtechnisch begründet.

Das lernen die Teilnehmer im Vortrag:

  • Berechnung des Wärmetransports in elektrischen Maschinen mit vereinfachten Randbedingungen
  • Ersatzmodell des Wärmetransports im Luftspalt und dessen Parametrierung
  • Messtechnische Validierung der Berechnungen
Referent: Dr. Benjamin Reutzsch  | Festo AG & Co. KG

Dr.-Ing. Benjamin Reutzsch studierte an der Universität Stuttgart Maschinenbau und promovierte anschließend am dortigen Institut für Feinwerktechnik zum Thema "Entwicklung feinwerktechnischer Magnetschwebeantriebe". Sein aktueller Aufgabenbereich bei der Festo AG & Co. KG umfasst die elektromagnetische FEM-Auslegung, Berechnung und mathematische Modellierung elektrischer Antriebe.

Referent: Ilja Alkov | Festo AG & Co. KG

Ilja Alkov, M.Sc. studierte Maschinenbau sowie Optimierung und Simulation an der Fachhochschule Bielefeld. Seit 2015 befasst er sich als Forschungsingenieur bei Festo AG & Co. KG mit der Strömungs- und Strukturmechanik und mit der Berechnung des Wärmetransports in technischen Produkten.

15:30 Uhr
Kaffeepause & Ausstellung
16:10 Uhr
Jüngste Erkenntnisse zum Transversalfluss-Linearmotor mehr
Die Entwicklung von Transversalflussmotoren wird seit vielen Jahrzehnten durch die Forschung an Hochschulen betrieben. Motivation für den Einsatz von Transversalflussmotoren ist die Erhöhung der Kraftdichte im Luftspalt um 33% von 12N/cm2 auf 16N/cm2. Bei rotierenden Maschinen befindet sich der Luftspalt zwischen Stator und Rotor, bei Linearmotoren zwischen dem Aktivteil mit Wicklung und dem Sekundärteil mit Magneten. Erste Übertragungen der Forschungsergebnisse im Bereich der Transversalflussmaschinen auf industrielle Hersteller und die Anwendung der Produkte in Fahrzeugen und kleinen Wasserkraftwerken haben bereits stattgefunden. Nachteile wie Geräuschentwicklung und die Forderung nach speziellen Elektroniken, belasteten in der Vergangenheit den Serieneinsatz. Mit dem von FGB entwickelten Linearmotor „TransInno“ wird ein Drehstrom-Transversalflussmotor mit konstanten Maschinenparametern vorgestellt, der mit handelsüblicher Servo-Leistungselektronik betrieben werden kann. In dem Aktivteil des Antriebs befinden sich Wicklung und Magnete. Das stehende Sekundärteil besteht nur aus profiliertem Eisen. Konsequenter Weise ist der TransInno sehr gut für lange Wege und raue Umgebungen geeignet. Vorgestellt werden Geräuschentwicklung, Strom-Kraftverlauf bis 1,6kN und die Verluste im Stator. Je nach Linearmaßstab sind wiederholbare Positionierungen bis herab zu 1µm Positioniergenauigkeit möglich.
Referent: Dieter Bauch-Panetzky | Fertigungsgerätebau Adolf Steinbach GmbH & Co. KG

Vita Dipl.-Ing. Dieter Bauch-Panetzky studierte bis 1985 Elektrotechnik an der Universität Kaiserlautern und leitet den Vertrieb Elektrischer Direktantriebe bei Fertigungsgerätebau Adolf Steinbach GmbH & Co. KG (FGB) in Salz bei Bad Neustadt. Die Antriebe von FGB kommen immer dann zum Einsatz, wenn Standardlösungen am Markt für die Aufgabenstellung nicht geeignet sind. Eine manufakturartige Fertigung ist Voraussetzung und Garant für höchste Qualitätsansprüche und die hervorragende Leistungsdichte der Motoren. Weiterhin engagiert sich Hr. Bauch-Panetzky an der Fachhochschule Schweinfurt als Lehrbeauftragter für die Arbeitsgebiete Herstellung der Wicklungen Elektrischer Maschinen und Auslegung, Berechnung und Messung des Betriebsverhaltens von Servomotoren.

17:00 Uhr
Ende des 3. Veranstaltungstages

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