Autor: Tobias Heidrich

Effizienz- und Flexibilisierungskonzepte in der industriellen Gebäudeklimatisierung

Effizienz- und Flexibilisierungskonzepte in der industriellen Gebäudeklimatisierung von Heidrich, Tobias
Der Gebäudesektor, speziell die Gebäudeklimatisierung, sowie die Produktklimatisierung bieten aufgrund ihres weltweit hohen Energiebedarfs geeignete Ansatzpunkte zur Implementierung effizienter und flexibler Energieversorgungsstrukturen. Die Arbeit bietet einen umfassenden Überblick über abgeleitete und neu entwickelte Effizienz- und Flexibilisierungsmaßnahmen am Beispiel einer untersuchten Verpackungshalle der Süßwarenherstellung. Anhand dieser Verpackungshalle für temperatursensible Produkte werden Energieeinspar- und Flexibilisierungspotenziale im Bereich der Produkt- und Gebäudeklimatisierung identifiziert. Darauf aufbauend werden eine neuartige Transportbandklimatisierung für temperatursensible Produkte und ein simulations- und prognosegestütztes Regelungssystem für Raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) entwickelt und erfolgreich erprobt. Das Regelungssystem besteht aus einer Anfahrzeitoptimierung, die produktionsfreie Zeiten energieeffizient durch optimiertes Ein- und Ausschalten der RLT-Anlage ausnutzt, und einem modellprädiktiven Regelungsansatz zur Luftkonditionierung. Die Regelung befähigt die RLT-Anlage prädiktiv auf prognostizierte Störgrößen, wie Wetterveränderungen und Sonneneinstrahlung, sowie auf produktionsplanabhängige innere Lasten oder schwankende Strompreise optimiert zu reagieren.
Aktualisiert: 2021-09-30
Autor:
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Kommutierungsberechnung bei permanentmagneterregten Kommutatormotoren kleiner Leistung

Kommutierungsberechnung bei permanentmagneterregten Kommutatormotoren kleiner Leistung von Heidrich, Tobias
In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur Berechnung der Kommutierung bei permanentmagneterregten Kommutatormotoren (PM-DC-Motoren) vorgestellt. Darüber hinaus werden die Grundlagen der Stromwendung und die sie beeinflussenden Faktoren diskutiert. Im Rahmen der Arbeit erfolgt zudem eine Zusammenfassung der wichtigsten Methoden zur Messung und Beurteilung der Kommutierung, da diese Untersuchungen für die Kleinmaschinenentwicklung nach wie vor hoch relevant sind. Die Verfahren werden anhand von konkreten Beispielen erläutert und hinsichtlich Aufwand und ihrer Aussagekraft bewertet sowie zur Validierung des neuen Berechnungsansatzes herangezogen. Die Analyse bekannter Berechnungsverfahren auf deren Eignung und Grenzen schließt diesen Themenkomplex ab. Mittels des neu entwickelten Simulationsansatzes für ein vollständiges Antriebssystems kann die Stromwendung in allen Betriebszuständen analysiert werden. Die Modellbeschreibung umfasst den Einfluss des Magnetkreises, der Ansteuerung, der Antriebsmechanik und des Kontaktsystems Bürste-Kommutator. Die Erstellung und Parametrierung der Antriebsmodelle wird unter Einbeziehung spezifischer Charakteristika von PM-DC-Motoren kleiner Leistung erörtert. Ein Schwerpunkt bildet dabei das Verhalten des Kontaktsystems und dessen Nachbildung mit allen wesentlichen Einflussgrößen. Daran anschließend werden praxisrelevante Fragestellungen zum Kommutierungsverhalten mit Hilfe der Antriebssimulation analysiert. Aufbauend auf den Berechnungsergebnissen lassen sich Gesichtspunkte zur Konstruktion und Auslegung von PM-DC-Motoren ableiten.
Aktualisiert: 2020-02-03
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