M.Sc. Felix Rehm

Motivation

In den vergangenen Jahren haben Induktionskochplatten stetig an Bedeutung gewonnen. Im Gegensatz zu Widerstandsheizungen oder Halogenkochfeldern entsteht die Wärme hierbei direkt im Kochgeschirr. Dafür erzeugt eine oder mehrere Erregerspulen ein mittelfrequentes Wechselfeld, welches im ferromagnetischen Topfboden zu einer induzierten Spannung und infolgedessen unter anderem zu ohmschen Verlusten führt. Die Baugröße der eingesetzten passiven Bauteile, inklusive der Induktoren, kann durch den Betrieb bei hohen Frequenzen reduziert werden. Nachteilig daran wirkt sich aus, dass die Verluste, hervorgerufen durch den Einfluss des Skin- sowie Proximityeffekts, ansteigen. Durch den Übergang auf Litzenleiter mit kleinerem Durchmesser kann den erhöhten Verlusten entgegengewirkt werden. Aufgrund des schlechteren Füllfaktors der Litze, wird das thermische Verhalten des Induktors jedoch auch beeinflusst.
 

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Arbeit sollen unterschiedliche Spulenkonfigurationen simulativ untersucht, aufgebaut und vermessen werden. Das vorrangige Ziel dabei ist es ein thermisches Modell zur Simulation eines Induktors zu entwickeln, zu parametrieren und einflussreiche Parameter zu identifizieren. Die simulativen Ergebnisse sollen messtechnisch validiert werden. Hierzu gehört es ein geeignetes Messkonzept zu entwickeln sowie einen Messplan aufzustellen. Zur Bearbeitung dieser Bachelorarbeit sind einige Softwarewerkzeuge vorhanden, welche bspw. die automatisierte Erstellung von Finite-Elemente-Modellen und die Berechnung der Verluste in der Spule ermöglichen. Idealerweise sollen alle Temperaturmessungen mit dem ETI-Signalverarbeitungssystem durchgeführt werden.
 

 - Literaturrecherche und Einarbeitung in das Thema

 - Aufbau der Simulationsmodelle

 - Aufbau geeigneter Prüflinge

 - Validierung der Simulationsergebnisse durch Messungen