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Im vorliegenden Beitrag werden verschiedene Methoden für den Entwurf eines Stromreglers für pulsweitenmoduliert betriebene Drehstromantriebe beschrieben und miteinander verglichen. In den Vergleich eingeschlossen sind sowohl zeitkontinuierlich entworfene PI-Regler mit klassischer Entkopplung als auch zeitdiskret entworfene PI-Regler mit weiterentwickelter Entkopplung und zeitdiskret entworfene Zustandsregler. Der Fokus liegt dabei auf der Entkopplung der d- und q-Komponente des Statorstromraumzeigers, auch bei hoher Statorfrequenz oder geringer Schaltfrequenz. Es wird gezeigt, dass die Heranziehung von zeitdiskreten Motormodellen und ein darauf basierender Reglerentwurf mit größer werdendem Quotient aus Statorfrequenz und Schaltfrequenz zunehmend Vorteile bietet.
Praxisorientierung und angewandte Wissenschaften sind an unseren Hochschulen erprobte Denkweisen, traditionsreich gewachsen aus Technik und Wirtschaft. Mit der interdisziplinären Medienfakultät M+I kommt der gestalterische Blick dazu auf Grafik, Bewegtbild, Sound, Multimedia und Interaktivität. Im Master-Studium ergänzen sich intermediales Gestalten und Reflexion mit audiovisueller Komposition als Performance. Solche experimentell-künstlerischen Projekte verbinden sich durch Hochschul- und Mediendidaktik mit forschendem Lernen, als integrierende Methode, die noch wachsen soll. Ein wichtiger Impuls dafür könnte Practice-Based Research sein. Das ist eine Forschung in Kunst und Gestaltung, aber auch in Medizin und Sozialwissenschaft, die sich in den letzten drei Jahrzehnten im Angelsächsischen von Nordamerika über England bis nach Australasia intenstiv entwickelt hat.
„All business is local“ ist eine der am häufigsten zitierten Binsenweisheiten, die jedoch in der Praxis nicht immer zu den richtigen Schlussfolgerungen bei Kommunikation und Vermarktungsstrategie führt. Die Herausforderung, glaubwürdig vor Ort in Kommunikation und Vertrieb präsent zu sein, ist durch viele neue technische Möglichkeiten noch größer geworden. „Lokal, mobil, sozial“ das sind die großen Trends für das Lokalgeschäft. In der Tat spricht einiges dafür, dass diese Themen in den nächsten Monaten weiter an Bedeutung gewinnen und als kombinierte Produktform im lokalen Bereich mit Handel und Dienstleistern verstärkten Einfluss auf das Kommunikations- und Vertriebsgeschehen nehmen.
Große Logistikunternehmen stehen in den letzten Jahren zunehmend vor neuen Herausforderungen. Zum einen steigt die Menge zu transportierender Güter jährlich, zum anderen entstanden durch Verschmelzungen großer Logistikunternehmen, wie z. B. Deutsche Post, Danzas und Exel oder UPS und Fritz, riesige Fahrzeugflotten, deren effiziente Planung die Unternehmen vor enorme Probleme stellt. Die einzige Möglichkeit, diese meist heterogenen, also aus vielen verschiedenen Verkehrsmitteln bestehenden Flotten mit herkömmlichen Mitteln effizient zu planen, ist die Aufteilung in (regionale) Geschäftsbereiche. Dadurch können viele Synergieeffekte nicht genutzt werden, was unter anderem zu unnötig hohen Transportkilometerleistungen und Leerfahrten führt. Im Rahmen des Forschungsprojekts Attractive (Programm IngenieurNachwuchs) wurden neue Algorithmen entwickelt, mit deren Hilfe dieOptimierung von Transportaufträgen unter realen Be-dingungen und in realistischen Größenordnungen möglich wird. In diesem Artikel wird kurz auf die Optimierung eingegangen, und dann werden die ersten gewonnenen Ergebnisse zusammengefasst.
Der effektive Einsatz von Energie ist vor dem Hintergrund von begrenzten Ressourcen und der Forderung nach einer Reduzierung der bei der Energiegewinnung entstehenden Umweltbelastungen von wachsender Bedeutung. Für die noch relativ junge Gruppe der generativen Fertigungsverfahren liegen bis heute kaum Untersuchungen zum Energieverbrauch vor. Deshalb werden in diesem Beitrag zwei weit verbreitete Rapid-Prototyping-Verfahren (3D-Drucken und Fused Deposition Modeling) hinsichtlich ihres Energieverbrauchs untersucht und verglichen. Zudem werden Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz aufgezeigt und Einsparmöglichkeiten genannt.
Zum ersten Mal gibt es mit dem kooperativen Promotionskolleg über „Kleinskalige erneuerbare Energiesysteme – KleE“ für hochqualifizierte Absolventen der Hochschule Offenburg die Möglichkeit zur Promotion innerhalb des engen wissenschaftlichen Austauschs eines Doktorandenkollegs. Betreut werden sie gemeinsam von je einem Universitätsprofessor und einem Hochschulprofessor. In Zusammenarbeit mit der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, dem Zentrum für Erneuerbare Energien (ZEE), und den Fraunhofer-Instituten für Solare Energiesysteme (ISE) sowie für Physikalische Messtechnik (IPM) forschen 15 Doktorandinnen und Doktoranden im Promotionskolleg KleE an interdisziplinären Forschungsthemen.
Die optimale Zusammensetzung und Aktivität der Mikroorganismengemeinschaft ist für den stabilen und effizienten Betrieb einer Biogasanlage essentiell. Moderne kultivierungsunabhängige Nachweismethoden können erstmals die Basis für eine rationale mikroorganismenfokussierte Verfahrensoptimierung liefern. Als erster Schritt für den Aufbau eines aussagekräftigen Monitoringsystems für die Biogasmikrobiologie wurde ein nucleinsäurebasiertes Verfahren (TaqMan Real-time PCR) zum Nachweis der methanbildenden Mikroorganismen (Archaeen) sowie von vier Untergruppen etabliert und auf Proben aus zwei unterschiedlich betriebenen Biogasanlagen in Neuried und Oberried angewandt. Bei der Anlage in Oberried in der Nähe von Freiburg, betrieben von örtlichen Landwirten (Substrat: Gülle, Grassilage, Maissilage, Mist, Anlage mit Güllevorgrube, Fermenter und Gärrestlager) konnten insgesamt höhere absolute Konzentrationen an Archaeen nachgewiesen werden als in der Anlage in Neuried in der Nähe von Offenburg, betrieben durch die Fa. badenova AG & Co. KG, Freiburg (thermophil betrieben, Substrat: Maissilage, Anlage mit Hauptfermenter, Nachfermenter und Gärrestlager). Auch hinsichtlich der vier untersuchten Untergruppen zeigten sich deutliche Unterschiede, die auf die unterschiedlichen an der Methanbildung beteiligten Abläufe hinweisen.
Um bei der Produktentwicklung auf die immer höheren Anforderungen wie Effizienz- oder Kostenoptimierung reagieren zu können, stehen die Unternehmen vor der Herausforderung, neue, leistungsfähige Komponenten zu entwickeln. Hierzu müssen geeignete Entwicklungswerkzeuge zur Verfügung stehen. Bei der Auslegung von strömungsführenden Bauteilen wie zum Beispiel Rohrleitungen, Krümmern oder Ansaugstutzen wird meist auf Standard Konstruktionen zurückgegriffen. Hierzu zählen zum Beispiel gerade Rohre, 90 Grad- Umlenkungen und Diffusoren. Neue Topologieoptimierungsverfahren im Bereich Computational Fluid Dynamics (CFD) bieten die Möglichkeit, solche Bauteile für den jeweiligen Anwendungsfall optimiert zu dimensionieren und somit zu einer Steigerung der Effizienz des Gesamtsystems beizutragen. Darüber hinaus kann die Topologieoptimierung schon in sehr frühen Phasen des Entwicklungsprozesses eingesetzt werden und somit helfen, die Anzahl an Entwicklungsstufen zu reduzieren.
Bauteile in Dampfturbinen, stationäre Gasturbinen und Fluggasturbinen sind hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Wenn die Turbinen gestartet werden, erwärmen sich die Bauteile im „heißen Bereich“ der Turbine auf über 1000 °C. Damit die Bauteile bei diesen Temperaturen nicht einfach dahinschmelzen, werden spezielle hochtemperaturfeste Legierungen verwendet, wie beispielsweise Nickelbasis-Superlegierungen. Die hohen Temperaturschwankungen die beim Starten und beim Abschalten der Turbine auftreten, machen aber auch diese Werkstoffe auf Dauer nicht mit. Beim Aufheizen dehnt sich das Material aus, beim Abkühlen zieht es sich wieder zusammen. Dieses Hin- und Her-Verformen führt dazu, dass der eingesetzte Werkstoff unter „Stress“ kommt und Spannungen im Werkstoff auftreten. Diese Spannungen können dazu führen, dass sich Risse im Material bilden, die unter der zyklischen Belastung (wiederholtes Starten und Abschalten) wachsen, bis das Bauteil kaputt ist. Der Fachmann spricht dabei von der thermo-mechanischen Ermüdung (Thermomechanical Fatigue, TMF) des Werkstoffs.
Wir präsentieren die weltweit erste Auswertung einer zweidimensional entwickelten HPTLC-Platte (2D-HPTLC) mit Hilfe eines Diodenarray Scanners. Das System erreicht eine räumliche Plattenauflösung von 250 µm. Es können Absorptions- und Fluoreszenzspektren im Wellenlängenbereich von 190 bis 1000 nm mit einer spektralen Auflösung von besser als 1 nm gemessen werden. Eine Trennzahl von 259 wurde erreicht. Damit zeigt die Methode bessere Trenneigenschaften als die meisten HPLC-Systeme. Der Nachteil der 2D-Auswertung ist der hohe Zeitbedarf von über 3 Stunden für eine Plattenmessung.
Rund ein Drittel (2.529 PJ) der in Deutschland verwendeten Endenergie wird von der Industrie genutzt. Es gibt viele Industriebereiche in denen die Prozessluftaufbereitung eine wichtige Rolle spielt. Beispielhaft ist die Lebensmittel-, die Pharma- und die Halbleiterindustrie zu nennen. In all diesen Bereichen wird Luft mit bestimmten Konditionen benötigt, um Produkte präzise und unter Einhaltung aller Auflagen herstellen zu können. Die Luftaufbereitung ist meist mit einem großen Energieaufwand verbunden. Hierzu ist es erforderlich, Prozesswärme und/oder Prozesskälte zur Verfügung zu haben.
Am Standort Rottweil der Deutschen Telekom wurde im April 2011 eine Solaranlage zur Unterstützung der Gebäudeklimatisierung in Betrieb genommen. Die Solaranlage ist die dritte Wärmequelle, die in das bestehende Heizungsnetz einspeist. Die schon vorhandenen Absorptionskältemaschinen wurden zuvor mit Gaskesseln und der Abwärme eines Blockheizkraftwerks (BHKW) betrieben. Das Kollektorfeld mit einer Brutto-Kollektorfläche von 503 m² wurde auf dem Flachdach eines Werkstattgebäudes installiert, wobei der Solarspeicher neben diesem Gebäude im Freien aufgestellt wurde. Der Wärmeübertrager zwischen Kollektoren und Solarspeicher wurde zusammen mit den Pumpen und sonstigen Armaturen im Keller des Gebäudes untergebracht. Durch den Einsatz der Solaranlage wird ein Teil des für die Klimatisierung und Raumheizung erforderlichen Brennstoffs eingespart, ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet und eine Verbrauchskostenreduzierung erreicht. Mit der erzeugten Kälte werden die Technik- und Serverräume sowie ein Call-Center der Deutschen Telekom gekühlt.
Eine Gruppe von Studierenden, wissenschaftlichen Mitarbeitern und Professoren der Hochschule Offenburg entwickeln seit einigen Jahren autonome Helikopter. Erfahrungen durch praktische Tests und Einsätze ermöglichen eine stetige Optimierung dieser Fluggeräte, sodass sich wiederum viele unterschiedliche Aufgabengebiete für den Einsatz der autonomen Helikopter ergeben. In diesem Beitrag werden die bereits erfolgten praktischen Einsätze erläutert.
Die mediale Unterhaltung der Passagiere in Flugzeugen während des Flugs mit In-flight Entertainment IFE-System wird für Fluggesellschaften immer wichtiger. Somit steigen auch die Anforderungen an ein IFE-System hinsichtlich Datenrate, Zuverlässigkeit und Flexibilität. Ziel des Projekts „Sprechende Sitzschiene“ ist es, Multi-Media-Daten innerhalb eines IFE-Systems berührungslos über die Sitzschiene eines Flugzeugs zu den Passagiersitzen zu übertragen. Ein erster einfacher Demonstrator wurde bereits 2009 einem internationalen Fachpublikum auf der Paris Air Show in Le Bourget präsentiert. Ein weiterentwickeltes System hat bereits auf der Aircraft Interiors Expo 2010 in Hamburg für Aufsehen in der Fachwelt gesorgt. Der neueste Demonstrator der 3. Generation, nutzt nun modernste Übertragungstechnologien auf der Basis der Mehrträgermodulation OFDM für eine zuverlässige Datenübertragung, wie sie z. B. auch beim Digitalen Fernsehen (DVB) oder bei Mobilfunktechnologien der 4. Generation (LTE) Anwendung finden und zeichnet sich darüber hinaus durch eine volle Ethernet-Kompatibilität aus. Dadurch lassen sich alle bekannten Multi-Media-Anwendungen einfach mit diesem System realisieren.
1000 Meilen unter Strom, Rekordfahrt des in Offenburg entwickelten eFahrzeugs "Schluckspecht"
(2012)
Nach der Entwicklung eines sparsamen Demonstrationsfahrzeugs mit Dieselmotor und Brennstoffzellenfahrzeuge wurde ein Batteriefahrzeug entwickelt, das in Südafrika unter der Aufsicht von FIA-Ingenieuren 626,6 km fuhr, ohne dass die Batterie aufgeladen werden musste. Ein Demonstrationsfahrzeug des Japan Electrical Vehicle Club hielt den damaligen Weltrekordmit 555,6 km.
In den letzten Jahren ist die Photovoltaik, beflügelt durch das Erneuerbare Energiengesetz – zumindest so lang es noch eine hinreichend lukrative Einspeisevergütung gab -, zu einem immer bedeutenderen Applikationsfeld der Leistungselektronik geworden. Im Fokus des Interesses steht dabei der Photovoltaik-Wechselrichter, der den in den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom oder Drehstrom umwandelt und ins Netz einspeist.
Für den Erfolg einer kardialen Resynchronisationstherapie der Herzinsuffizienz mit biventrikulär stimulierenden Implantaten ist deren individuelle Programmierung von erfolgsbestimmender Bedeutung. Dies trifft insbesondere auf den Parameter AV-Delay zu. Dessen Optimierung durch Echo-Verfahren ist zeitaufwendig, die Suche nach einfacheren Methoden darum verständlich. Eine solche verspricht der in St. Jude Aggregate implementierte automatische QuickOpt Algorithmus. In-vitro-Untersuchungen unter Einsatz eines elektronischen Herzsimulators sagten jedoch verschiedene ungünstige Eigenschaften vorher. Die eingeschränkte Nutzbarkeit ließ sich auch mit In-vitro-Vergleichen belegen.
Das Institut für Angewandte Forschung arbeitet seit Jahren an RFID-Applikationen unter Verwendung des Protokolls nach ISO15693-Standard. Wir entwickeln in dem Zusammenhang sowohl Frontendelektronik als auch Reader, die es ermöglichen, diese Tags auszulesen. Projekte der vergangenen Jahre waren sowohl SEAGsens als auch medizintechnische Anwendungen unterschiedlichster Art.
Am Institut für Angewandte Forschung wird seit Jahren eine Mikroprozessorfamilie unter dem Kurznamen SIRIUS entwickelt, die inzwischen in verschiedenen Applikationen eingesetzt wird und in hohem Maß nun auch kommerziell interessant wird. Im Mittelpunkt der Arbeiten des letzten Jahrs stand die Ausreifung der Strukturen, wobei zum erstenMal auf Benchmarks zurückgegriffen werden konnte, die einen direkten Vergleich der Leistungsfähigkeit von Prozessoren ermöglicht. Als Benchmark wurde in einer Master-Arbeit von Herrn Roth der Core-Mark Benchmark für unsere SIRIUS-Architektur übersetzt, der einen direkten Vergleich mit sehr leistungsfähigen Boliden wie der ARM-Cortex-Architektur aber auch klassischen kommerziellen Produkten von Renesas wie auch von ATMEL ermöglicht.