Masterarbeit im Bereich Maschinenbau/Mechatronik - Entwicklung eines Schrittmotor-basierten Antriebs für Gifford-McMahon Cryocooler
21.01.2025
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn/Effelsberg
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Masterarbeit im Bereich Maschinenbau/Mechatronik - Entwicklung eines Schrittmotor-basierten Antriebs für Gifford-McMahon Cryocooler
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Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn/Effelsberg
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Masterarbeit im Bereich Maschinenbau/Mechatronik - Entwicklung eines Schrittmotor-basierten Antriebs für Gifford-McMahon Cryocooler
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn/Effelsberg
Aktualität: 21.01.2025
Anzeigeninhalt:
21.01.2025, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn/Effelsberg
Masterarbeit im Bereich Maschinenbau/Mechatronik - Entwicklung eines Schrittmotor-basierten Antriebs für Gifford-McMahon Cryocooler
Über uns:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Ist ein weltweit führendes Institut in der radioastronomischen Forschung. Es betreibt astronomische Grundlagenforschung mit Projekten und Kollaborationen in Observatorien auf der ganzen Erde und auch im Weltraum. In Bad Münstereifel-Effelsberg betreiben wir eines der größten Radioteleskope der Welt und unterhalten astronomische Empfängersysteme an Observatorien auf der ganzen Welt. Zur Umsetzung dieser wissenschaftlichen Ziele entwickeln wir
Radioastronomische Empfangssysteme und betreuen diese während der Beobachtungen.
Cryocooler sind Kühlgeräte zum Erreichen kryogener Temperaturen (kleiner -153°C). In unseren
Aufgaben:
- Empfangssystemen werden sie zur Kühlung von Low-Noise-Amplifier (LNA), welche das astronomische Signal aufnehmen, eingesetzt. Hier wird mit Temperaturen im Bereich von 10K (-263°C) gearbeitet, um die Empfindlichkeit der LNAs zu verbessern und die Aufnahme sehr schwacher, radioastronomischer Signale überhaupt erst zu ermöglichen.
- Ansteuerung eines Drehstrommotors ist über Frequenzumrichter realisiert, um die Möglichkeit der
- Drehzahlregelung zu bieten. Der Betrieb von Frequenzumrichtern bringt einige Nachteile mit sich. Zum Einen die Verwendung von 400V-Technik und zum anderen die durch das Umrichten erzeugten, steilen Signalflanken, welche zur Aussendung von elektromagnetischen Störungen führen. Besonders Letzteres stellt eine große Einschränkung für den Einsatz von Frequenzumrichtern in der Nähe von astronomischen Empfangssystemen dar, da hierdurch die zu messenden Nutzsignale stark beeinflusst werden können.
- Daher ist in der hier ausgeschriebenen Masterarbeit zu untersuchen, ob Stepper-Motoren bei dieser Anwendung eine Alternative darstellen können. Es befinden sich einzelne Hersteller von Cryocoolers am Markt, welche bereits Stepper-Motoren einsetzen. Die Kenndaten dieser Motoren sind für unseren Anwendungsfall jedoch nicht passend. Größte Einschränkung dieser Cryocooler sind deren schwache Leistungsdaten. Geplant ist daher, einen der von uns aktuell verwendeten, leistungsstarken Cryocooler, auf Stepper-Motor-Antrieb umzurüsten. Wir haben hierzu bereits Kontakt mit dem Hersteller des Cryocoolers aufgenommen und konnten sein Interesse an diesem Vorhaben wecken. Er stellt weitergehende Kenndaten des Cryocoolers sowie CAD-Modelle zur Verfügung und erklärte sich bereit, Ansprechpartner bei technischen Fragen zu sein.
- Machbarkeitsstudie
- Erstellen eines Konzepts für den Umbau sowie Teststand (CAD-Fertigungsdokumentation)
- Implementieren eines Testaufbaus
- Auswerten der Ergebnisse
Qualifikationen:
- Sicherer Umgang mit CAD-Programmen
- Ausgeprägte analytische Fähigkeiten und Freude an der Lösung von Problemen
- Hohe Motivation zur Einarbeitung in neue Wissensgebiete
- Führerschein Klasse B wünschenswert (nicht zwingend erforderlich)
Wir bieten:
- Die Masterarbeit wird an unseren Standorten in Bonn und Bad Münstereifel-Effelsberg durchgeführt. Für Fahrten von und nach Effelsberg gibt es institutsseitige Unterstützung. Weiterhin wird die Tätigkeit im Rahmen eines Vertrags als Studentische Hilfskraft vergütet.
- Bei Interesse oder Fragen wenden Sie sich gerne an Herrn Polch.
Unser Kontakt:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Herr Oliver Polch
Auf dem Hügel 69
53121 Bonn
Opolch@mpifr-bonn.mpg.de
Kennziffer: 0853504469
Art des Angebots
Fachrichtung
Standorte