MachineEmulate

Auftraggeber: BMWK

Projektlaufzeit: 2,5 Jahre

Projektbeschreibung:
Ziel des Projekts MachineEmulate ist die Entwicklung und der prototypische Aufbau eines EMV-konformen Maschinenemulators zur Nachbildung elektrischer Maschinen in verschiedenen Lastszenarien bei EMV-Prüfungen. Dabei soll der Emulator als aktive Ersatzlast bei der entwicklungsbegleitenden Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von Wechselrichtern beispielsweise für die Automobilbranche dienen. Der parametrierbare Emulator soll das elektrische Klemmenverhalten verschiedener elektrische Maschinen unter verschiedenen Lastszenarien nachbilden (= Power Hardware in the Loop, HIL). Solche Emulatoren sind bereits für funktionale Tests erhältlich. Die Besonderheit des zu entwickelnden Prototyps besteht darin, dass er emissionsarm ist und auch das hochfrequente Klemmenverhalten bis ca. 230 MHz nachbilden kann. Dadurch können EMV-Prüfungen unter realistischen Lastbedingungen mit geringerem Aufwand durchgeführt werden. Hauptziel des Projekts ist die Emulation von bürstenlosen Motoren. Das Emulatorsystem soll für EMV-Prüflabore und Hardware-Entwickler angeboten werden.

Das Projektkonsortium setzt sich aus zwei mittelständischen Betrieben und einer Forschungseinrichtung zusammen, der Firma J. Helmke & Co. (Hersteller von elektrischen Motoren und Antriebssystemen), dem EMV-Prüflabor von MeßTechnikNord GmbH sowie dem Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH) der Universität Stuttgart.

Am IEH werden schwerpunktmäßig zwei Arbeitspakete bearbeitet:

• Entwicklung einer parametrisierten und recheneffizienten FEM-Modellierung eines BLDC-Motors und einer Methode zur Extraktion der EMV-relevanten Daten
• Entwicklung der Hardware des Emulators

In diesen Themenbereichen werden regelmäßig studentische Arbeiten (Bachelor-, Forschungs- und Masterarbeiten) angeboten. Ansprechpartnerin und Betreuerin ist Michaela Gruber.

Bei J. Helmke & Co. werden schwerpunktmäßig die folgenden Aspekte bearbeitet:

• Entwicklung der funktionalen Emulation in einer für den hochfrequenten und emissionsarmen Betrieb geeigneten Form
• Definition und Parametrierung der zu emulierenden Maschinentypen
• Entwicklung der Benutzeroberfläche zur Parametrisierung des neuartigen Emulators

Bei MeßTechnikNord werden schwerpunktmäßig die folgenden Aspekte bearbeitet:

• Entwicklung eines Messverfahrens zur Impedanzmessung an den Motorklemmen im aktiven Betrieb
• Validierung und Verifikation der Funktionsfähigkeit des Motoremulators durch Vergleichsmessung mit realen Maschinen

Im Rahmen des Programms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) das Projekt durch den Projektträger AiF Projekt GmbH.