Quelle: imc Test & Measurement GmbH

Die Elektrifizierung gewinnt zunehmend an Bedeutung, wodurch die Entwicklung und Prüfung von Elektromotoren immer wichtiger wird. Insbesondere werden kostengünstige Elektromotoren häufig ohne detaillierte Kennwerte geliefert, was ihre gezielte Anwendung und Integration in technische Systeme erschwert. Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, einen Prüfstand zu entwickeln, mit dem die unbekannten Eigenschaften solcher Motoren systematisch erfasst werden können. Der Prüfstand soll die Leistungsfähigkeit, Effizienz und mechanischen Eigenschaften (z. B. Drehmoment und Drehzahl) unter realitätsnahen Bedingungen untersuchen. Der Schwerpunkt hierbei liegt insbesondere auf der mechanischen Auslegung und der Integration der Messtechnik, Belastung des E-Motors sowie der Ansteuerung des E-Motors. Gleichzeitig soll eine benutzerfreundliche GUI entwickelt werden, welche die sensorbasierten Aufnahmen visualisiert.

Vorgehensweise und Aufgabenbeschreibung

1. Recherche und Analyse bestehender Prüfstandskonzepte
   • Umfassende Literatur- und Marktanalyse, um bewährte Lösungen und benötigte Komponenten zu identifizieren.
   • Vergleich von Ansätzen hinsichtlich Flexibilität, Messgenauigkeit und Stabilität.
2. Definition der mechanischen und elektronischen Anforderungen
   • Stabilität und Schwingungsdämpfung:
     Der Prüfstand muss so konzipiert sein, dass er mechanischen Belastungen und Vibrationen standhält. Eine vibrationsdämpfende Struktur ist zentral, um präzise Messungen zu gewährleisten.
   • Präzise Messung von Drehmoment und Drehzahl:
     Integration von Sensoren (z. B. Drehmomentsensoren, Drehzahlsensoren und ggf. Encodern) zur Erfassung der Betriebsparameter sowie Auswahl eines geeigneten Belastungssystems des Elektromotors
   • Flexible Anpassung an verschiedene Motortypen:
     Der Prüfstand soll modular aufgebaut werden, sodass unterschiedliche Elektromotoren und Leistungsbereiche getestet werden können.
   • Material- und Komponentenwahl:
     Auswahl langlebiger und zuverlässiger Materialien und Komponenten, die den Anforderungen an Stabilität und Präzision gerecht werden.
   • Leistungsversorgung und Energiebedarf:
     Enwicklung einer stabilen und effizienten Energieversorgung und Ansteuerungselektronik basierend auf verfügbarer Elektronik
   • Komponentenauswahl und Signalverarbeitung:
     Auswahl geeigneter Mikrocontroller, Sensorinterfaces und Signalaufbereitungsschaltungen, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messdatenerfassung sicherzustellen.
3. Mechanische Konstruktion
   • Detaillierte Ausarbeitung der Prüfstandstruktur in einem CAD-Programm.
   • Erstellung einer vollständigen mechanischen Konstruktion, die alle relevanten Bauteile, Halterungen und Befestigungen umfasst.
   • Zusammenstellung einer Stückliste der verwendeten Komponenten sowie eine technische Dokumentation, die den Konstruktionsprozess und die Funktionsweise des Prüfstands erläutert.
4. Integration eines Mikrocontrollers und Sensorik
   • Anbindung von Sensoren (Drehmoment, Drehzahl, etc.) an einen Mikrocontroller.
   • Anbindung der Steuerungselektronik an den Elektromotor
   • Sicherstellung einer adäquaten Signalaufbereitung, um eine exakte und störungsfreie Datenerfassung zu ermöglichen.
   • Abstimmung der mechanischen Messtechnik mit der elektronischen Steuerung zur Gewährleistung einer synchronen und zuverlässigen Messdatenerfassung.
   • Steuerung der Last am Elektromotor zur Aufnahme der Motorkennlinie
5. Entwicklung einer benutzerfreundlichen GUI
   • Konzeption und Umsetzung einer Software-Oberfläche zur Visualisierung der erfassten Sensordaten.
   • Integration von interaktiven Elementen (z. B. Start-/Stopp-Schalter, Parameteranpassungen) zur Steuerung und Überwachung des Prüfstands.
   • Bereitstellung von Funktionen zur Datenaufzeichnung, Analyse und Export, um eine fundierte Bewertung der Motorcharakteristiken zu ermöglichen.
6. Prototyping, Test und Validierung
   • Aufbau des Prototyps: Zusammenführung der mechanischen Struktur mit der Ansteuerungsplatine und der zugehörigen Software.
   • Funktionstests: Durchführung umfassender Tests zur Validierung der Motoransteuerung, Sensordatenerfassung und der mechanischen Stabilität unter realen Prüfbedingungen.
   • Optimierung: Analyse der Testergebnisse und iterative Verbesserung des Gesamtsystems.

Persönliche Voraussetzungen:

• Interesse an elektrischen Antrieben und Maschinen
• Interesse an der Prüftechnik elektrischer Antriebe
• Gute CAD-Kenntnisse
• Grundkenntnisse in Elektronik und Schaltungsdesign
• Erfahrung in der Programmierung von Mikrocontrollern (z.B. C/C++)
• Strukturiertes, lösungsorientiertes und wissenschaftliches Arbeiten
• Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitern erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen und Lebenslauf per E-Mail. Wir werden uns zeitnah rückmelden

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