Moderne Antriebe sind mit zeitgemäßen Schnittstellen wie z.B. Ethernet ausgerüstet. Sie sorgen für ein hohes Maß an Konnektivität des Antriebs mit seiner Umwelt. Dadurch ist es möglich Parameter und Steuerdaten bequem mit einem PC zu verwalten und mit den Antrieben zur Laufzeit zu kommunizieren.
Im Rahmen einer studentischen Arbeit ist die am Lehrstuhl vorhandene Software Visual Drive Manager so zu erweitern, dass es möglich ist eine Ethernet-Verbindung zu einer ebenfalls vorhandenen Hardware herzustellen. Das Softwaremodul soll in der Lage sein mit einem Antrieb zu kommunizieren. Dabei sollen Daten gesendet bzw. empfangen werden. Weiterhin ist anzustreben, alle nötigen Konfigurationen der Ethernetschnittstelle vornehmen zu können. Einen besonders anspruchsvollen Aspekt bildet die Sicherheit bei der Kommunikation, da ethernetfähige Antriebe immer einer Manipulation durch Dritte ausgesetzt sind. Deshalb sind verschiedene Sicherheitskonzepte (Verschlüsselung, etc.) zu untersuchen bzw. vorzuschlagen. Das Thema ist geeignet für Studenten der Elektrischen Energietechnik, der Automatisierungstechnik, der Mechatronik oder der Informationstechnik. Erfahrungen mit der Programmiersprache C sind von Vorteil.

Der Entwurf von elektromagnetischen Energiewandlern benötigt eine Vielzahl von Materialdaten, also elektrische, magnetische, thermische und mechanische Eigenschaften verschiedener Werkstoffe. Um automatisierte Entwurfsgänge zu ermöglichen und Übertragungsfehler zu vermeiden, wurde dafür eine Material-Datenbank erstellt. Diese ermöglicht die komfortable Abfrage von Eigenschaften der darin verzeichneten Werkstoffe aus MATLAB heraus.
Im Rahmen einer studentischen Arbeit soll nun für diese Material-Datenbank eine Benutzeroberfläche entstehen. Deren hauptsächliche Aufgaben umfassen das Hinzufügen, Modifizieren bzw. Löschen von Datensätzen, die Auflistung verzeichneter Werkstoffe mit ihren Eigenschaften sowie den Export von Daten für andere Entwurfsprogramme wie Mathcad, FEMAG, FEMM oder MAXWELL. Optionale Zusatzfunktionen sind beispielsweise das Suchen und Vergleichen von
Werkstoffen oder das Drucken von Übersichten.
Das Thema ist geeignet für Studenten der Elektrotechnik und Informationstechnik, der Mechatronik, des Maschinenbaus, des Wirtschaftsingenieurwesens sowie der Informatik. Erfahrungen mit SQL, MATLAB und mit der Programmiersprache Python (alternativ Java, PHP oder C++/C#) sind von Vorteil, aber nicht zwingend Voraussetzung für die Bearbeitung des Themas.

Elektrische Antriebe benötigen häufig eine Übersetzung zur Anpassung der mechanischen Größen Drehmoment, Drehzahl und Trägheitsmoment des Servomotors an die Anforderungen der Last. Dabei trägt das Getriebe einen erheblichen Anteil zu Masse und Volumen des Antriebs bei.
Im Rahmen einer studentischen Arbeit sollen Möglichkeiten untersucht werden, ein Getriebe in den Servomotor zu integrieren,so dass erheblicher Bauraum im gesamten Antrieb eingespart werden kann. Zunächst ist eine Auswahl sinnvoller Getriebearten und deren fertigungstechnischer Integration zu erstellen. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse wird die vielversprechendste Variante ausgewählt und mechanisch, thermisch sowie elektromagnetisch entworfen. Ein abschließender Vergleich mit einem herkömmlichen separaten Getriebe soll die Erkenntnisse bewerten.
Das Thema ist geeignet für Studenten der Mechatronik, der Elektrischen Energietechnik sowie des Maschinenbaus. Erfahrungen mit dem Entwurf von Getrieben und elektrischer Maschinen sowie mit FEM- und CAD-Systemen sind von Vorteil, aber nicht zwingend Voraussetzung für die Bearbeitung des Themas.

Numerische Analysen mit Hilfe von Finite-Elemente-Methoden haben sich während der letzten Jahre in der Berechnung von elektrischen Maschinen etabliert. Sie erleichtern die Optimierung einer Maschine beispielsweise hinsichtlich Verlustentstehung und Ausnutzung ohne die Notwendigkeit eines langwierigen Prototypen-Baus. Aufgrund dieser Entwicklungen sind mittlerweile zahlreiche FEM-Programme verfügbar, die sich teils erheblich voneinander unterscheiden.
Im Rahmen der studentischen Arbeit sollen verschiedene am Lehrstuhl verfügbare FEM-Programme systematisiert und untereinander sowie mit analytischen Berechnungen und Messungen an geeigneten Magnetkreisen verglichen werden. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf einem Vergleich der Berechnungsergebnisse, des Funktionsumfangs der Software und den Anforderungen zur Problembeschreibung. Das Ziel der Arbeit ist - neben dem Erwerb umfangreicher Kenntnisse zur numerischen Simulation - die Erstellung eines Leitfadens zur Eignung der Software für verschiedene Berechnungsaufgaben.
Das Thema ist geeignet für Studenten der Elektrotechnik und Informationstechnik sowie der Mechatronik und des Maschinenbaus. Erfahrungen auf dem Gebiet des Entwurfs elektrischer Maschinen sowie mit der Methodik finiter Elemente sind von Vorteil, aber nicht zwingend Voraussetzung für die Bearbeitung des Themas.

Magnetlager gewinnen zunehmend an Bedeutung im Bereich hochtouriger Antriebe. Mit Hilfe magnetischer Felder und den aus ihnen resultierenden magnetischen Kräften ist es möglich, ferromagnetische Rotoren berührungslos zu lagern. Magnetlager arbeiten daher verschleißfrei und ermöglichen so deutlich längere Standzeiten als konventionelle mechanische Lager. Durch die Möglichkeit Pumpen mit komplett gekapselten Rotoren herzustellen, ergeben sich Anwendungsbereiche in der Chemie und der Nahrungsmittelindustrie. Da Magnetlager von Natur aus instabil sind, müssen die Lagerkräfte in Abhängigkeit der Rotorposition geregelt werden. Dabei ist eine genaue Messung der momentanen Position des Rotors im Lager zwingend erforderlich. Die erforderlichen Messsysteme können auf unterschiedlichen berührungslosen Messprinzipien beruhen. In der Regel stellen Messsysteme einen nicht unerheblichen Anteil an den Gesamtkosten für ein Magnetlager dar. Aus diesem Grund wurden in der Vergangenheit verschieden Verfahren entwickelt, welche den Aufwand für das benötigte Messsystem reduzieren sollen bzw. mit deren Hilfe komplett darauf verzichtet werden kann. In diesem Fall spricht man von sensorlosen Magnetlagern.
Im Rahmen der studentischen Arbeit soll ein Demonstrator für sensorlose Magnetlager aufgebaut und untersucht werden. Mit Hilfe eines Elektromagneten ist ein geeigneter Körper zum Schweben zu bringen. Der für die Kraftentfaltung benötige Strom soll von einem handelsüblichen Audioverstärker IC zur Verfügung gestellt werden. Durch dessen Verwendung sollen die Störungen, die gepulste Verstärker verursachen, reduziert werden. Zur Messung des Luftspalts dient ein hochfrequentes sinusförmiges Signal, welches dem Stromsollwert überlagert wird. Die Änderung des Luftspalts zwischen Spule und Schwebekörper bewirkt eine Änderung der Spuleninduktivität, welche sich auf das Messsignal auswirkt. Anhand der Änderung des Messsignals ist mittels eines geeigneten Verfahrens die Position des Schwebekörpers zu bestimmen.
Das Thema ist geeignet für Studenten der Elektrotechnik und Mikrotechnik/Mechatronik. Grundlagenwissen im Bereich Maschinenbau, sowie umfangreiche Kenntnisse im Bereich der Elektrotechnik und Mechatronik sind von Vorteil aber für die Bearbeitung nicht zwingend erforderlich.

Magnetlager ermöglichen eine berührungslose und verlustarme Lagerung. Sie eignen sich besonders für den Einsatz in extremen Umgebungen, wie im Vakuum oder in Reinsträumen, in denen konventionelle Kugel- oder Wälzlager nicht zur Anwendung kommen können. Die nötigen Lagerkräfte werden von Elektromagneten aufgebracht. Dabei ist die Lagerkraft direkt vom Strom abhängig, der durch die Lagerspulen fließt. Aufgrund der natürlichen Instabilität eines Magnetlagers, müssen die Ströme in den Lagerspulen elektronisch geregelt werden, um ein Schweben der Welle zu ermöglichen. Für eine funktionierende und stabile Regelung ist eine Istwerterfassung der Wellenposition erforderlich. Diese erfolgt mit Hilfe von Sensoren. Häufig kommen hier Wirbelstromsensoren oder kapazitive Sensoren zum Einsatz. Derartige Messsysteme, bestehend aus mindestens fünf Sensoren zur Erfassung der Wellenposition und der zugehörigen Messelektronik, sind verhältnismäßig kostenintensiv und können einen beachtlichen Teil der Gesamtkosten eines Magnetlagers ausmachen. Eine alternative Methode zur Detektierung der Wellenposition, stellt die Extraktion der nötigen Informationen aus den systemimmanenten Größen wie Strom, Spannung und die Verteilung der magnetischen Flussdichte dar. Um aus diesen Größen die exakte Lage der Welle ableiten zu können, ist eine genaue Kenntnis der statischen und dynamischen Eigenschaften des magnetischen Kreises notwendig.
Im Rahmen der studentischen Arbeit soll ein parametrierbares Modell eines Magnetlagers entwickelt werden. Die analytische Beschreibung der genannten Systemgrößen und deren Abhängigkeiten untereinander bilden dabei die Grundlage zur Bestimmung der Rotorposition im Magnetlager. Dabei sollen die Messwerte der Lagerströme bzw. deren Anstiege, sowie die dazu gehörigen Spannungen als Eingangsgrößen für das Modell dienen. Durch die bisher unzureichende Kenntnis der magnetischen Verkopplung ist eine eindeutige Zuordnung der Messgrößen zu einer definierten Wellenposition nur eingeschränkt möglich. Von besonderem Interesse sind Sättigungserscheinungen und Temperaturabhängigkeiten der eingesetzten magnetischen Werkstoffe. Diese haben zum Teil erheblichen Einfluss auf die Verteilung der magnetischen Flussdichte.