Fallstudie: RAISE

Technik für einen saubereren Himmel

Investitionen in Schule und Ausbildung sind der Schlüssel für die Zukunft der Innovation. Tektronix engagiert sich dafür, technische Hochschulprogramme weltweit zu unterstützen, indem den Studierenden und der Hochschule die notwendigen Mittel für die Zukunft bereitgestellt werden.

Fallstudie herunterladen

Die Kundenherausforderung

Das Projekt „Reliable Aircraft electrical Insulation System sElection“ – besser bekannt als RAISE – ist ein 30-monatiges Projekt zur Unterstützung von Innovationen im Bereich der elektrischen Isolierung von elektrischen Maschinenwicklungen.

Professor Giovanni Franceschini, Mitglied von MElting Lab an der Universität Modena und Reggio Emilia (UniMoRe), ist Teil des Ingenieurkonsortiums, das das Projekt leitet.

Raue Bedingungen und die Notwendigkeit steigender Leistungsdichten machen die Integrität von Isolationssystemen in Flugzeugkonstruktionen zu einer wachsenden Herausforderung für Ingenieure wie Professor Franceschini.

Da bei neuen Flugzeugkonstruktionen Geräte mit großer Bandlücke verwendet werden, begann RAISE, seine Forschung auf die Auswirkungen von zunehmenden Anstiegsraten auf das Teilentladungs- und Ausfallverhalten typischer Komponenten zu konzentrieren. Sie stellten bald fest, dass ihre Testgeräte einfach nicht in der Lage waren, die erforderlichen Messungen durchzuführen.

Die Lösung

Tektronix empfahl RAISE, unsere IsoVu-Tastköpfe mit unserem Mixed-Signal-Oszilloskop der Serie 5 zu kombinieren, sodass Professor Franceschini Spectrum View für die Auswertung im Frequenzbereich mit hoher Genauigkeit verwenden und gleichzeitig das Verhalten eines bestimmten Übergangs überwachen kann.

Dies ermöglichte ein besseres Verständnis der Auswirkungen von schnellen Übergängen auf den Mechanismus der Verschlechterung der Isolierung. Es erleichterte auch die Beurteilung der Frage, ob sich modernste Isolationsmaterialien in Maschinen und leistungselektronischen Komponenten für zukünftige Anwendungen mit höheren Versorgungsspannungen und höheren Schaltgradienten eignen, die sich aus der Einführung von Geräten mit großer Bandlücke ergeben.

Mehr Informationen über RAISE

Das Projekt „Reliable Aircraft electrical Insulation System sElection“ hat zum Ziel, das Teilentladungs- und Durchschlagverhalten der elektrischen Isolation in Wicklungen elektrischer Maschinen zu untersuchen und zu bewerten. Es wird von Clean Sky unterstützt, einem der größten europäischen Forschungsprogramme, das sich auf die Reduzierung der C02-Emissionen und des Lärmpegels von Flugzeugen konzentriert.

Das Ersetzen der hydraulischen/mechanischen Aktuatoren eines Flugzeugs durch elektrische Antriebe führt zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads und der Leistungsdichte und damit zu einer Reduzierung von Gewicht, Treibstoffverbrauch und Lärm-/Schadstoffemissionen. Aber bei höheren Spannungsgradienten können diese Arten von Elektroantrieben schnell Zuverlässigkeitsprobleme bereiten.

RAISE arbeitet daran, Modelle vorzuschlagen, die die Spannungsgradienten und -größen, die für typische Umrichter-/Verkabelungsmaschinensysteme beobachtet werden, zusammen mit der Spannungsverteilung innerhalb typischer Wicklungen einer elektrischen Maschine und deren Abhängigkeit von den Schlüsselparametern der Maschine, wie z. B. der Anzahl der Windungen, der verwendeten Wicklungsmethode und der Statorlänge, bewerten.

Ziel ist es, Lösungen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von elektrischen Maschinen und Antrieben in Flugzeugen anzubieten, ohne die Gesamtleistung und Effizienz zu beeinträchtigen. Die Ergebnisse werden die Entwicklung von Design-, Qualifizierungs- und Verifizierungsrichtlinien ermöglichen, die das Design von Maschinen unterstützen, die mit Schaltern mit großer Bandlücke unter Luft- und Raumfahrtumgebungsbedingungen arbeiten.

„Wenn Sie einen herkömmlichen Differentialtastkopf verwenden, erkennen Sie möglicherweise nicht die Kompromisse und Einschränkungen bei der Messung in einer Umgebung mit Gleichtaktspannung oder Interferenzen. Nur mit der von uns verwendeten Tektronix-Ausrüstung konnten wir die Auswirkungen des schnellen Gradientensignals auf die Isolierung sichtbar machen“.

Professor Giovanni Franceschini

Bereitgestellte Produkte, Software und Services

Hardware	Beschreibung
	Mixed-Signal-Oszilloskop der Serie 5 Innovatives Oszilloskop mit Touchscreen-Oberfläche und 4, 6 oder 8 FlexChannel™-Eingängen.
	Mixed-Domain-Oszilloskop der Serie 3 Große HD-Anzeige in einem kompakten, tragbaren Oszilloskop.
	TCP 0150 Stromtastkopf Hochgenauer Tastkopf mit Messgenauigkeit von Mikroampere bis 2000 A.
	IsoVu-Tastkopf Hochpräziser Tastkopf mit branchenführender 1-GHz-Bandbreite.
	RSA306B USB-Spektrumanalysator Rauscharmer und kompakter Spektrumanalysator mit hoher Wiedergabetreue.
	PA3000 Leistungsanalysator 1–3-Phasen-Leistungsanalysator zum Testen von hocheffizienten Stromversorgungen.