MA – Auslegung eines integrierten AC-Motors für den Einsatz in Laufrobotern

Die Entwicklung moderner Laufroboter stellt hohe Anforderungen an kompakte, leistungsstarke und energieeffiziente Antriebssysteme. In dieser Masterarbeit soll ein integrierter Wechselstrommotor (AC-Motor) für den Einsatz in einem Gelenkantrieb eines Laufroboters konzipiert und ausgelegt werden.

Im Rahmen der Arbeit wird zunächst eine Anforderungsanalyse durchgeführt, basierend auf den typischen Bewegungs- und Lastprofilen von Laufrobotern, beispielsweise für Hüft- oder Kniegelenke in mehrbeinigen Systemen. Darauf aufbauend erfolgt die elektromagnetische Auslegung eines integrierten AC-Motors, wobei besonderes Augenmerk auf eine hohe Leistungsdichte, das erforderliche Drehmoment sowie die thermische Belastbarkeit gelegt wird. Die Auslegung erfolgt unter anderem mithilfe von FEM-Simulationen.

Anschließend wird ein Integrationskonzept für den Motor, die Leistungselektronik und gegebenenfalls ein Kühlsystem entwickelt und im Hinblick auf die Einbaubedingungen in einem Robotergelenk untersucht. Abschließend erfolgt eine Bewertung des Gesamtsystems in Bezug auf Effizienz, Dynamik, Temperaturverhalten und Regelbarkeit des Antriebs.

Ziel ist es, ein kompaktes, integriertes Antriebssystem zu entwerfen, das den spezifischen Anforderungen mobiler Laufrobotiksysteme gerecht wird.

Betreuer: Liu Xinjun (xinjun.liu@iisb.fraunhofer.de)

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik

Frühest möglicher Beginn: sofort

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März