Werkstatt und Elektroniklabor
Mechanische Werkstatt
Die mechanische Werkstatt des Instituts unterstützt den Forschungsbetrieb durch den Aufbau von Prüfständen und der Konstruktion und Fertigung von Komponenten für elektrische Maschinen. Die Arbeiten reichen von der Blechpaketherstellung, dem Fügen von Rotor und Welle oder dem Fügen von Stator und Gehäuse, bis zum Einkleben der Magnete und dem Zusammenbau von prototypischen Motoren. Bisher maximal realisierte und am IEM vermessene Wellenleistungen der Prototypmaschinen reichen bis zu ca. 300 kW.
Ausgestattet ist die Werkstatt mit Werkzeugmaschinen zur Metall-, Holz- und Kunststoffverarbeitung. Zur Ausstattung gehören unter anderem, verschiedene große konventionelle Dreh- und Fräsmaschinen, ein CNC-Fräs-Bearbeitungszentrum, unterschiedliche Ständerbohrmaschinen sowie eine Flächenschleifmaschine. Um Konturschnitte zu ermöglichen, verfügt das Institut über ein Drahterodierzentrum bestehend aus einer Drahterodiermaschine mit Verfahrwegen von 400 mm × 300 mm × 200 mm, einer Startlocherodiermaschine und einer Mikrostrahlkabine zur Oberflächennachbearbeitung. Zudem verfügt die mechanische Werkstatt über einen Schweißarbeitsplatz für die Verfahren Schutzgas und elektrisches Schweißen. Desweitern stehen für die Blechbearbeitung eine 2 m breite elektrische Tafelschere und eine 2 m breite Abkantbank zur Verfügung.
Beim Aufbau der Prüfstände in den Versuchshallen werden Lastmaschine und Prüfling präzise zueinander ausgerichtet. Dies geschieht mit Hilfe eines Laserausrichtsystems unter Berücksichtigung der zulässigen Toleranzen.
Die Wartung und Pflege der Institutsmaschinenprüfstände fällt in das Aufgabengebiet der mechanischen Werkstatt, ebenso wie die Mitbetreuung des 4 MW Großmaschinenprüfstands des Center for Windpower Drives (CWD) oder des Prüfzentrums für elektrische Maschinen im Elektromobilitätslabor (eLab).
Elektroniklabor
Das Elektroniklabor unterstützt den Forschungsbetrieb am Institut für Elektrische Maschinen auf vielfältige Weise. Die Mitarbeiter des Elektroniklabors statten die Prüfstände mit geeigneter Messtechnik und Leistungselektronik aus, beschaffen diese und nehmen sie in Betrieb. Sie halten die Prüfstände in Stand und beraten die Wissenschaftler bei der Auswahl der Sensorik und der Leistungskomponenten. Im Elektroniklabor werden ebenfalls elektrische Schaltanlagen für den Prüfstandsbetrieb aufgebaut, umgebaut und instandgehalten.
Ein weiteres Aufgabengebiet des Elektroniklabors liegt in der Entwicklung von Mess-, Steuer- und Leistungselektronik. Im Forschungsbetrieb treten häufig Messaufgaben auf, die mit am Markt käuflichen Produkten nicht zu lösen sind. Das Elektroniklabor entwickelt hierfür analoge Schaltungen mit hochauflösenden und hochabtastenden Analog/Digital-Wandlern zur präzisen und zeitsynchronen Erfassung von relevanten Messgrößen am Prüfstand. Digitale Schaltungen in Form von eigenentwickelten Motorreglersystemen werden mit Mikroprozessoren, DSPs und FPGAs realisiert. Die Anbindung analoger Front-Ends an die digitalen Prozessoren gehört ebenfalls zur Kompetenz des Elektroniklabors.
Die Planung, Entwicklung und der Aufbau maßgeschneiderter Leistungselektronik findet ebenfalls im Elektroniklabor statt. Leistungselektronische Komponenten werden elektrisch und thermisch simuliert und für Aufgaben auf dem Prüffeld ausgewählt. Treiberschaltungen für MosFET-, IGBT- und SiC-Halbleiter werden im Elektroniklabor individuell berechnet.
Für die Entwicklung und den Aufbau von elektronischen Schaltungen stehen die CAD-Software ALTIUM Designer sowie ein Lotpastendrucker, ein Reflow-Ofen und ein Bestückungsautomat zur Verfügung. Zum Testen und für die Inbetriebnahme stehen moderne Messtechnik wie Oszilloskope, Schnittstellendekoder, Spektrumanalysatoren, Signalgeneratoren, Thermokameras, Labornetzteile für Klein- und Hochspannungen, LCR-Meter, Kalibratoren und hochpräzise Multimeter zur Verfügung.