Optimierung eines Hochstrom-Kalorimeters für magn. Komponenten durch niederinduktive Prüflingsanbindung unter Berücksichtigung des isothermen Doppelkammer-Kalorimeter-Konzeptes

Allgemeines zum Projekt

Projekttitel: Optimierung eines Hochstrom-Kalorimeters für magn. Komponenten durch niederinduktive Prüflingsanbindung unter Berücksichtigung des isothermen Doppelkammer-Kalorimeter-Konzeptes

Betreuer: Moritz Schmitz

E-Mail: moritz.schmitz@h-brs.de           

Anzahl Plätze: 1

Start: Sommersemester 2023

Studiengänge:

• Elektrotechnik Schwerpunkt Elektrotechnische Systementwicklung
• Nachhaltige Ingenieurwissenschaft

Kurzbeschreibung

Das ausgeschriebene Masterprojekt gliedert sich in das Forschungsprojekt HyLeiT ein. Das Ziel von HyLeiT ist es eine neue Generation von Elektrolyse-Stromrichtern und elektrischer Systemtechnik für die Energieversorgung der Wasserstoff-Elektrolyse zu entwickeln.

Zur Untersuchung von magnetischen Komponenten wird eine niederinduktive Anbindung für einen Prüfling benötigt. Höhere Ströme resultieren in der Regel in einer Erhöhung der leitenden Querschnittsfläche. Dadurch kann eine Anbindung des Prüflings durch Leitungen oder Stromschienen eine Alternative zu einem PCB Design darstellen.

Eine Herausforderung sind die großen Querschnittsflächen die zur Anbindung des Prüflings notwendig sind. Dadurch ist die thermische Isolierung der Wände des Doppelkammer-Kalorimeters stark beeinflusst. Dieser Einfluss ist näher zu untersuchen und ein möglicher Lösungsansatz ist zu entwickeln, sodass die Funktionsweise des isothermen Kalorimeter-Konzeptes erhalten bleibt.

Es sind umfangreiche Analysen über die möglichen Prüflingsanbindungen durchzuführen. Dabei ist mit Hilfe von FEM-Simulationen die Erwärmung und die Induktivität abzuschätzen. Die betrachteten Lösungsansätze sind in einer Vergleichstabelle gegenüberzustellen. Dadurch sollen alle Varianten in unterschiedlichen Kriterien, wie zum Beispiel Induktivitätswert, maximale Erwärmung und notwendige Gesamtquerschnittsfläche, verglichen werden. Die geeignetste Prüflingsanbindung soll daraufhin aufgebaut und vermessen werden. Abschließend ist eine Analyse und Bewertung des Messfehlers durchzuführen.

Projektphasen

Masterprojekt 1: Einarbeitung, Konzepte für verschiedene Prüflingsanbindungen, Umfangreichen Analyse und simulative Untersuchungen der möglichen niederinduktiven Prüflingsanbindung

Masterprojekt 2: Aufbau und Vermessung der geeignetsten niederinduktiven Prüflingsanbindung, Thermische Analysen und simulative Untersuchungen des Doppelkammer-Kalorimeters, Umsetzung der Anbindung des Prüflings im Doppelkammer-Kalorimter

Masterthesis: Vermessung von magn. Komponenten im Kalorimeter, Analyse und Bewertung des Messfehlers