Beschreibung

Motivation

Die Wicklungen von Leistungstransformatoren werden aus sogenannten Drillleitern gewickelt. Diese wiederum bestehen üblicherweise aus 5 – 80 lackisolierten Kupfer-Einzeldrähten, die erst an den Wicklungsenden miteinander verbunden sind. Sie reduzieren die Verluste aufgrund von Kreisströmen im Vergleich zu einem Massivleiter mit identischem Gesamtquerschnitt deutlich.

Im Betrieb und besonders im Kurzschlussfall wirken enorme Kräfte auf die Drillleiter, die sich über die Lorentzkraft aus Streufluss und Stromdichte im Leiter berechnen lassen. Übersteign die Kräfte die mechanische Festigkeit der Leiter kommt es zu irreversiblen Verformungen.

Um die mechanischen Eigenschaften der Drillleiter bestimmen zu können befindet sich aktuell eine Versuchsanordnung im Aufbau, mit welche die Kräfte auf die Leiter nachgebildet werden können. Hierbei geht es hauptsächlich um Radialkräfte, die die Windungen nach innen gegen den Transformatorkern pressen.

Aufgabenstellung

In dieser Arbeit soll die Sensorik für diesen Versuchsaufbau entwickelt werden, die es ermöglicht die Deformationen an den Drillleitern zu bestimmen. Zu erwarten sind Durchbiegungen der Leiter zwischen 2 Leisten. Über einen Beschleunigungssensor, der z.B. in der Mitte des Leiterstückes platziert wird, kann nach 2 maliger Integration der Beschleunigungswerte auf den zurückgelegten Weg und damit die Durchbiegung des Leiters geschlossen werden.

Hierzu sind folgende Punkte angedacht:

• Qualifizierung des Sensors bez. Resistenz gegen Magnetfelder
• Hardware: Aufbau der Messtechnik
• Software: Auswertung der Messdaten mittels Signalverarbeitung in MATLAB
• Genauigkeitsbetrachtung: Entwicklung eines Aufbaus zur Kalibrierung und für Genauigkeitstests

Anforderungen

• Messtechnik, analoge Schaltungstechnik, Signalverarbeitung, MATLAB
• Interesse und Fähigkeit für eine praktische Arbeit