Aufbau eines Relais-Simulationsmodel

Die Wieland Electric GmbH ist ein mittelständisches Familienunternehmen der Elektro- und Elektronikindustrie mit Sitz in Bamberg. Seit der Gründung 1910 gehört sie zu den Pionieren der elektrischen Verbindungstechnik. Heute ist sie Weltmarktführer bei steckbaren Installationen in Zweckgebäuden und entwickelt innovative Konzepte der elektrischen Verbindungstechnik auch für die Industrie genauso wie Sicherheitstechnik für den Maschinenbau.

Für die Erstellung einer Abschlussarbeit suchen wir zum frühestmöglichen Zeitpunkt einen

Masteranden (m/w/d)

Elektromechanische Relais haben eine lange Tradition und auch in der heutigen Zeit ihren festen Platz in verschiedensten Geräten und Komponenten. Sie sind bewährte und preiswerte Bauteile der Elektrotechnik, insbesondere wenn eine galvanische Trennung von Steuer- und Lastkreis gefordert ist. Im aktuellen Zeitalter des Digitalen Zwillings ist nun auch ein entsprechendes Computermodell erforderlich. Modelle ermöglichen zudem eine schnelle Generierung umfangreicher Trainingsdaten für zukünftige Anwendungen der Künstlichen Intelligenz.

Voraussichtliche Themenstellung:

  • Erstellung eines elektromagnetischen sowie eines mechanischen Modells für ein elektromechanisches Standardrelais aufbauend auf den Arbeiten internationaler Forschungsgruppen
  • Kopplung beider Modelle und Vorhersage des zeitlichen Systemverhaltens
  • Einflussbestimmung der internen Eigenschaften:
    • mechanischer Aufbau
    • Induktivität, Hysterese und ohmscher Widerstand der Spule
    • Trägheitsmomente
    • Federkonstanten
  • Einflussbestimmung der Umgebungsbedingungen:
    • Temperatur
    • Spulenansteuerung (spannungs- bzw.- stromgesteuert) und dessen Stärke (Spannung bzw. Strom)
  • Validierung des Modells mit realen bereitgestellten Messkurven
  • Optionale Einflussbestimmung mit Erhöhung des Modell-Detaillierungsgrades (im Rahmen der Bearbeitungszeit für die Abschlussarbeit):
    • zu schaltende Stromart (AC, DC) und –stärke
    • Art der zu schaltenden Last (ohmsch, induktiv, kapazitiv)
    • Wirbelströme in der SpuleAlterungseffekte der mechanischen Komponenten
    • Lage relativ zur Richtung der Schwerkraft
    • mechanische Vibrationen
    • umgebende Magnetfelder
    • umgebende magnetisch wirksame Materialien

Die Modelle sollen bevorzugt in einer Open-Source-Umgebung wie beispielsweise Xcos, Scilab, Octave und/oder Maxima erstellt werden. Optional ist die Bereitstellung einer Simcenter 3D®- und/oder Ansys®-Lizenz für den Zeitraum der Arbeit möglich. Das Ziel ist die Vorhersage des zeitlichen Verlaufs der mechanischen Bewegung und des Anregerstroms bzw. der -spannung.
Für die Zeit der Ausarbeitung kann bei Bedarf ein Büroplatz in Bamberg oder Berlin zur Verfügung gestellt werden. Die Wieland Electric GmbH ist an Nachwuchskräften und einer Fortführung der geleisteten Arbeit im Anschluss an den Master interessiert.

Fachrichtungen:

  • Elektrotechnik
  • Energietechnik und -systeme
  • Physikalische Ingenieurwissenschaften
  • Technische und angewandte Physik

Interessiert?
Dann senden Sie uns bitte Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen unter Angabe des frühestmöglichen Eintrittstermins an folgende Adresse:

Wieland Electric GmbH
Herr Claus-Peter Rothenbach (claus-peter.rothenbach@wieland-electric.com)
Personalreferent
Brennerstraße 10 – 14
96052 Bamberg

Referenzen (Auswahl):
https://www.researchgate.net/publication/290511177_A_New_Model_of_Electromechanical_Relays_for_Predicting_the_Motion_and_Electromagnetic_Dynamics
https://www.researchgate.net/publication/328420431_Reluctance_Actuator_Characterization_via_FEM_Simulations_and_Experimental_Tests
https://www.mdpi.com/1996-1073/14/22/7466/htm

Kategorien:

Forschungsbereich:

Signal- und Leistungsvernetzung

Art der Arbeit:

Masterarbeit

Studiengang:

Energietechnik, Informatik, Maschinenbau, Mechatronik, Wirtschaftsingenieurwesen

Technologiefeld:

Additive Fertigung

Kontakt:

Niklas Piechulek, M. Eng.

Department Maschinenbau (MB)
Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)