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Dissertation
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Optimierter Einsatz von Ferritmagneten in permanentmagneterregten Synchronmotoren für Elektrofahrzeuge
(2022-11)
In der vorliegenden Dissertation wird eine konzeptionelle Maschine entwickelt. Dabei werden drei Disziplinen, die elektromagnetische, die mechanische als auch ein Optimierungsverfahren, zur Entwicklung des Maschinendesigns miteinander verknüpft. In der ersten Disziplin, der elektromagnetischen, werden die Performance als auch die elektrischen Eigenschaften mit den Anforderungen verglichen. Dabei werden zugleich problematische Eigenschaften wie das Entmagnetisieren der Magneten durch geeignete Optimierungen verbessert. ...
Dissertation
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Kritikalitätsbewertung und Bordnetzsteuerung für ein prädiktives Leistungsmanagement
(2022)
Das elektrische Bordnetz in heutigen Fahrzeugen versorgt die elektrischen Verbraucher mit Energie und setzt sich aus Generator, DC-DC-Wandlern, Batterien, Verbrauchern sowie Leitungen zusammen. Aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung von Verbrauchern in Folge der steigenden Umweltschutzanforderungen sowie der Weiterentwicklung des automatisierten Fahrens steigt der Leistungsbedarf im Bordnetz stark an. Die heutigen Bordnetze können diese erhöhten Leistungsanforderungen nur durch leistungsstärkere Generatoren, ...
Konferenzveröffentlichung
Interleaved Buck Converter with Coupled Inductors as Auxiliary Bias-Current Source for Controllable Magnetic Devices
(VDE Verlag, 2020-08-26)
This paper presents an Interleaved Buck Converter with Coupled Inductors as a DC-Bias Current Source for Controllable Magnetic Devices, the modular interleaved Buck system supplies a low-ripple current for the auxiliary DC-bias winding of a controllable inductor with different biasing winding disposition in relationship with the main operating flux of the inductor. A 4-phase interleaved Buck converter system was built and inductance measurements where made for different operating current values of the DC-bias and the ...
Konferenzveröffentlichung
A GaN-based DC/DC converter for e-vehicles applications
(IEEE, 2020)
This paper presents a 4 kW GaN-based galvanically isolated bidirectional DC/DC converter suitable for on-board auxiliary power supply systems, interconnecting the HV battery with the LV power system. To enable the trend towards higher levels of electrification, a second LV level of 48 V is introduced to supply the high-power consumers, relieving the 12 V grid on the one hand and/or avoiding using additional costly isolated converters connected to the HV batteries on the other. The built converter prototypes aim to ...
Konferenzveröffentlichung
Impact of implementation of auxiliary bias-windings on controllable inductors for power electronic converters
(IEEE, 2020)
Magnetic devices are an important part of electronic converters. They can be used to control some properties of the converters. There are three different control methods using an auxiliary bias-winding. In the presented paper, the impact of the implementation of the auxiliary bias-winding was studied for mixed biasing. Seven different designs were investigated in small signal measurements and 3D-FEM-simulations. The results were proven by calculated results of equivalent diagram circuits, which have been developed. ...
Dissertation
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Long-term voltage stability of electric power systems hosting inverter-interfaced energy sources
(2021)
The study of power system dynamics refers to the motion of electro-mechanical and electro-magnetic quantities such as voltages, currents, rotational speeds, angles and powers under the action of forces caused by system disturbances. For decades, such dynamics have been extensively dominated by large Synchronous Generators (SGs). Not a surprising statement, considering that the power systems that we know today were built based on the SG concept since the closing decades of the 19th century. It all began in 1891, when ...
Working paper
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Verbundvorhaben "HELENE" - Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik auf GaN-Basis für die Elektromobilität der Zukunft
(2020)
Die vom Fachgebiet Elektrische Energieversorgungssysteme (EVS) am Kompetenzzentrum für Dezentrale Elektrische Energieversorgungstechnik (KDEE) der Universität Kassel durchgeführten und in diesem Bericht vorgestellten Arbeiten haben einen Beitrag zum Verbundvorhaben „Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik auf GaN-Basis für die Elektromobilität der Zukunft“ (HELENE) geleistet. Ziel des Gesamtvorhabens war die Untersuchung der Einsatzfähigkeit und die Bewertung und Demonstration von Gewichts- und ...
Dissertation
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Gast-Partikel in mikroskaligen, dreidimensionalen Wirts-Partikeln: Herstellung durch Nanoimprintlithographie und ihre Charakterisierung
(2020)
Die Verwendung von Partikeln spielt in vielen alltäglichen Bereichen eine essenzielle Rolle und ist daher im Laufe dieses Jahrhunderts immer mehr in den Fokus der Forschung gerückt. Aktuelle Forschungsarbeiten belegen, dass die Größe und Form der Partikel Einfluss auf verschiedene Anwendungen haben. Ein Beispiel ist die Verwendung als Medikamententräger. Forschungen zeigen, dass ellipsoide Partikel langsamer als sphärische Partikel von Makrophagen internalisiert werden und den Transport von Medikamenten innerhalb des ...
Konferenzveröffentlichung
Asymmetric Contributions to Instantaneous Reserve by Generation, Loads, and Storage
(2022)
In the course of decarbonization, interconnected systems will have to be prepared for recurring situations during which they are fed by mostly inverter-based generation. Today, the stabilizing influence of the rotating masses directly coupled to the grid via synchronous generators on every frequency change is essential. The inherent immediate reaction of synchronous generators on voltage-angle changes and frequency variations is called instantaneous reserve. During dynamic situations such as load or generation changes ...
Dissertation
Consistent Hierarchical Control in Cooperative Autonomous Driving
(2022)
This thesis is set within the context of the problem of motion planning in autonomous driving. Due to nonlinear system dynamics and non-convex constraints, this problem is challenging even under simplifying assumptions (e.g. non-cooperating traffic participants obey traffic rules, lossless inter-vehicle communication, absence of measuring errors). Typical solution approaches rely on a decomposition of the problem into subproblems which are easier to solve. This decomposition often results in a hierarchy of subproblems ...