Untersuchungen von Energy Harvestern nach dem Lorenzkraft- und Reluktanzprinzip für harmonische Anregungen von 0,5g bis 10g
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Prinzipskizze Lorenzkraftprinzip
Es soll ein möglichst kompakter induktiver Energie Harvester zur Generierung von elektrischer Energie aus Maschinenschwingungen entwickelt werden. Mit Hilfe dieser Energie soll ein kabelloses Sensorsystem versorgt werden. Grundsätzlich kann die Energiegewinnung bei solchen Energy Harvestern durch das Lorenzkraftprinzip und durch das Reluktanzprinzip erfolgen.
Ziel der Arbeit:
Ziel dieser Arbeit ist es, die Einsatzfähigkeit des Lorenzkraft- und Relukanzprinzip in Energy Harvestern zu untersuchen. Dabei soll eine harmonische Anregung von 0,5g bis 10g bei Frequenzen von 16Hz und 50Hz möglich sein. Die minimale bereitzustellende Leistung der Energy Harvester soll 500mW betragen. Die Herausforderung der Arbeit liegt im breiten Erregerkraftbereich. Der VEH muss bei Anregungen von 0,5g effizient genug sein um mindestens 500mW Leistung bereit zu stellen, gleichzeitig auch einem dauerhaften Betrieb bei 10g standhalten. Dies soll durch eine elektrische Steuerung erreicht werden. Sie soll zum einen das System im unteren Anregungsbereich auf maximale Effizienz trimmen, andererseits bei Anregungen nahe 10g durch Dämpfung eine Beschädigung verhindern.
Ihre Aufgaben:
Auf der Grundlage von zwei Energy Harvester Konzepten nach dem Lorenzkraft- und Reluktanzprinzip soll die Optimierung dieser Konzepte erfolgen. Es ist zu überprüfen, ob die Konzepte die zuvor genannten Anforderungen erfüllen und wie sich das Schwingungsverhalten durch die an die Spulen angeschlossenen Lastwiderstände steuern lässt. Des Weiteren sollen diese Energy Harvester durch eine gezielte Abstimmung der Geometrie und der elektrischen Bauelemente auf die zu erfüllenden Anforderungen optimiert werden. Nach der Parameteroptimierung sollen die beiden Energy Harvester gefertigt und in Laborversuchen am Shaker die FEM-Ergebnisse durch reale Ergebnisse validiert werden.
Ihr Profil:
Sie haben Interesse an
- Schwingungstechnik
- Elektromagnetismus
- Arbeiten mit dem FEM-Programm ANSYS Maxwell
Und erfüllen die Voraussetzungen
- Kenntnisse in FEM
- Gute Kenntnisse der Schwingungstechnik
