Projekte

Ziel des Projektes ist es, Elektrofahrzeuge, welche für den Berufs- und Ausbildungsverkehr eingesetzt werden, möglichst weitgehend aus Photovoltaikanlagen zu betreiben.

Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. Heinz Frank

Mittelgeber

Stiftung zur Förderung der RWH und EnBW

Gesamtmittel über die gesamte Laufzeit

Ca. 115.000 €

Projektbeginn

01.05.2010

Projektende

03.08.2012

Telefondurchwahl;

E-Mail des Projektleiters

Tel.: 07940 1306 195;

heinz.frank@hs-heilbronn.de

Veröffentlichungen zum Projekt

diverse – s. Frank, H. unter Publikationen

Forschungsschwerpunkt der Hochschule Heilbronn

Intelligente mechatronische Systeme

Entwicklung eines VdS 2463-konformen modularen Störmeldemoduls mit redundanter Übertragung für zukünftige Netzleitsysteme. Ein Projekt des ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand).

Ziel des Projektes ist es, Gefahrenmeldungen von dezentralen Energiesystemen kostengünstig und zuverlässig an eine Alarmzentrale zu melden.

Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. Heinz Frank

Mittelgeber

BMWi

Programmname

ZIM

Gesamtmittel über die gesamte Laufzeit

173.000 €

Projektbeginn

01.09.2010

Projektende

31.08.2012

Status der HHN im Projekt

Partner

Telefondurchwahl;

E-Mail des Projektleiters

Tel.: 07940 1306 195;

heinz.frank@hs-heilbronn.de

Projektpartner

Unitro-Fleischmann, Backnang

Forschungsschwerpunkt der Hochschule Heilbronn

Intelligente mechatronische Systeme

Ziele

Gegenstand ist die Weiterentwicklung eines Magnetventil basierenden Regelsystems zur Leistungsregelung von Gasturbinen Kraftwerkseinsatz. Die Optimierung erfolgt hinsichtlich Kosten, Materialeinsatz und Energieverbrauch. Die Optimierung erfolgt durch das Erarbeiten von Konstruktionsvorschlägen für die Magnetsysteme welche durch Simulation abgesichert werden. Ein weiterer Projektgegenstand bildet die sensorlose Erfassung der Ankerbewegung eines elektromagnetischen Aktuators im Magnetventil während seines Arbeitszyklus zum Steuern von Turbomaschinen. Hierbei können Kraftwerksausfälle frühzeitig erkannt, Kraftwerksstillstandszeiten verkürzt und Kosten gesenkt werden. Eine weltweite Überwachung einzelner Kraftwerke mittels Internet ist mit dieser Methode möglich.

Methoden

  • Messung magnetischer Eigenschaften alternativer Magnetwerkstoffe
  • Magnetkreissimulation mittels Analytischer Methoden (z.B. Netzwerkmethode)
  • Magnetkreissimulation mittels Finite Elemente Methode (FEM)
  • Thermische Simulation mittels Finite Elemente Methode (FEM)


Erwartete Ergebnisse

  • Optimierung des Magnetkreises
  • Maximierung der Magnetkraft
  • Anpassung der Kraft-Hub-Kennlinie gemäß Applikation
  • Reduktion der Verlustleistung

Ausblick

Es wurden zwei Magnetaktordesigns erarbeitet und jeweils in Form eines Prototypen realisiert. Die Messergebnisse des aktuellen Magnetaktors und des ersten Prototypen stimmen sehr gut mit Berechnungen überein. Messungen am zweiten Prototypen stehen noch aus.


Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ulm

Mittelgeber

Voith Turbo GmbH und CO KG

Programmname

Magnetsystem für Regelung von Gasturbinen

Gesamtmittel über die gesamte Laufzeit

92.820 €

Projektbeginn

01.03.2011

Projektende

28.02.2014

Telefondurchwahl;

E-Mail des Projektleiters

Tel.: 07940/1306-196;

E-Mail: ulm@hs-heilbronn.de

Weitere Ansprechpartner

Tel.: 07940/1306-191;

E-Mail: oliver.vogel@hs-heilbronn.de

Mitarbeiter-Mannmonate im Berichtszeitraum

36

Projektpartner

Voith Turbo GmbH

Forschungsschwerpunkt der Hochschule Heilbronn

Elektromagnetische Antriebe und magnetische Messtechnik

Ziele

Ziel des Projektes ist es, den bestehenden Magnetkreis und die darin verwendeten Magnetwerkstoffe zu analysieren und ein möglichst realitätsnahes FEM-Simulations-modell des VRM zu erstellen. Des Weiteren sollen Sensibilitätsbetrachtungen und Parameterstudien für Abmessungen und Lage diverser notwendige Aussparungen im Magnetkreis durchgeführt werden, um deren Einfluss auf die Magnetkraft und der Flussdichte im Messluftspalt zu überprüfen.

Methoden

  • Messung magnetischer und elektrischer Eigenschaften verwendeter Magnetwerkstoffe
  • Metallurgische Untersuchung des Anker- und Gehäusewerkstoffes
  • Magnetkreissimulation und Parameterstudien mittels Finite Elemente Methode (FEM)

Ergebnisse


Der verwendete Magnetwerkstoff (11SMn30) weist grundsätzlich sehr gute magnetische Eigenschaften auf. Metallurgische Untersuchen zeigen keinen auffälligen Veränderungen des Gefüges auf, welche auf Kaltverformung hindeuten. Ankerkonus hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Kraft-Hub-Kennlinien (keine Kennlinienbeeinflussung). Diverse Einstiche für Dichtungsringe liegen unkritisch und führen daher nur zu einer geringfügigen Reduktion der Magnetkraft. Simulierte Magnetkräfte und zu diesem Zeitpunkt verfügbare Messwerte stimmen qualitativ, jedoch nicht quantitativ überein. Die quadratische Abhängigkeit der Magnetkraft von der Flussdichte im Messluftspalt, welche für die Kraftregelung genutzt wird, konnte per Simulation bestätigt werden.

Fazit

Aufgrund der durchgeführten Produktanalyse konnten das stationäre Verhalten des Magnetaktors mittels rotationssymmetrischen 2D FEM-Modells und zusätzlich auch in einem 3D-Modell näherungsweise abgebildet werden. Insgesamt konnten die durchgeführten Untersuchungen und Simulationen zu einem erheblichen Erkenntnisgewinn bei beim Projektpartner (Voith Turbo) beitragen. Die Weiterführung der Kooperation zwischen Voith Turbo und der Hochschule Heilbronn wurde beschlossen.

Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ulm

Mittelgeber

Voith Turbo GmbH und CO KG und zusätzliche Landesmittel (MINT-Projekt)

Programmname

Analyse Voith Regelmagnet

Gesamtmittel über die gesamte Laufzeit

21.505,6 €

Projektbeginn

01.03.2010

Projektende

28.02.2011

Telefondurchwahl;

E-Mail des Projektleiters

Tel.: 07940/1306-196;

E-Mail: ulm@hs-heilbronn.de

Weitere Ansprechpartner

Tel.: 07940/1306-191;

E-Mail: oliver.vogel@hs-heilbronn.de

Mitarbeiter-Mannmonate im Berichtszeitraum

12

Projektpartner

Voith Turbo GmbH

Forschungsschwerpunkt der Hochschule Heilbronn

Magnetismus

Ziel

Zylindrische Objekte sollen von einem Roboter geworfen und von einem zweiten weich gefangen werden. Hierzu ist eine Lageerkennung der Objekte während des Fluges notwendig.

Methoden

Analytische Überlegungen und CFD.

Ergebnisse

Hohe Fangsicherheit wurde erreicht auch bei Zylindern mit nichtkonstanter Querachsenlage.

Fazit

Das sanfte Werfen und Fangen zeigt Potenzial für eine Innovation im innerbetrieblichen Transport von Objekten.

Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. Heinz Frank

Mittelgeber

Stiftung zur Förderung der RWH

Gesamtmittel über die gesamte Laufzeit

Ca. 216.000 €

Projektbeginn

01.03.2010

Projektende

31.8.2012

Telefondurchwahl;

E-Mail des Projektleiters

Tel.: 07940 1306 195;

heinz.frank@hs-heilbronn.de

Weitere Ansprechpartner

Prof. Dr. Christian Schrödter

Mitarbeiter-Mann-Monate im Berichtszeitraum

28

Projektpartner

U Wuppertal – Prof. Dr.-Ing. Uwe Janoske

Veröffentlichungen zum Projekt

diverse – s. Frank, T. unter Publikationen

Abgeschlossene Promotionen im Rahmen des Projekts

Thorsten Frank – siehe unter Promotionen

Forschungsschwerpunkt der Hochschule Heilbronn

Intelligente mechatronische Systeme

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