Modulhandbuch EMA

Elektrische Maschinen

Bachelor Elektrotechnik 2020

PDF Studiengangsverzeichnis Studienverlaufspläne Bachelor Elektrotechnik

Version: 3 | Letzte Änderung: 29.04.2022 16:23 | Entwurf: 0 | Status: vom Modulverantwortlichen freigegeben | Verantwortlich: Evers

Anerkannte Lehrveran­staltungen EMA_Evers
Gültig ab Sommersemester 2022
Fachsemester 4
Modul ist Bestandteil der StudienschwerpunkteET - Elektrische Energietechnik
EE - Erneuerbare Energien
EM - Elektromobilität
EP - Elektrotechnisches Produktdesign
Dauer 1 Semester
ECTS 5
Zeugnistext (de) Elektrische Maschinen
Zeugnistext (en) Electrical Machines
Unterrichtssprache deutsch
abschließende Modulprüfung Ja
Inhaltliche Voraussetzungen
MA1 -
Mathematik 1 		Die Studierenden beherrschen die mathematischen Grundbegriffe und können insbesondere mit Mengen, Funktionen, Termen und Gleichungen umgehen.
Sie können die Eigenschaften und die Graphen der wichtigsten reellen Funktionen bestimmen.
Sie können Grenzwerte für Folgen und Funktionen berechnen und Funktionen auf Stetigkeit untersuchen.
Sie kennen die Definition der Ableitung und ihre anschauliche Bedeutung, beherrschen die Anwendung der verschiedenen Ableitungsregeln und können Tangenten bestimmen.
Die Studierenden können mit Vektoren rechnen. Sie können Längen und Winkel, Geraden und Ebenen beschreiben und die Aufgaben der analytischen Geometrie lösen.
Sie kennen Matrizen und beherrschen die Rechenverfahren. Sie können die Lösungsmenge von linearen Gleichungssystemen mit dem Gaußschen Eliminationsverfahren bestimmen. Sie können den Zusammenhang zwischen linearen Abbildungen und Matrizen herstellen. Sie können den Rang von Matrizen bestimmen. Sie können die Determinante berechnen und Eigenwerte und Eigenvektoren bestimmen.
MA2 -
Mathematik 2 		Die Studierenden beherrschen den Umgang mit komplexen Zahlen.
Sie beherrschen das Riemann-Integral und können Integralwerte abschätzen. Sie verwenden den Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung und die wichtigsten Integrationsregeln zur Berechnung von Integralen.
PH1 -
Physik 1 		Die Studierenden können Analogien erkennen und anwenden:
- lineare Bewegung - Dreh-Bewegung
- mechanische - elektrische Schwingungen
Sie könne Kräftebilanzen ableiten und Bewegungsgleichungen aufstellen, sowie
Energiebilanzen ableiten und aus der Energieerhaltung Bewegungszuständen (Position, Geschwindigkeit) bestimmen.
GE1 -
Grundlagen der Elektrotechnik 1 		Die Studierenden können:
- elektrotechnische Fragestellungen erkennen und richtig einorden
- erforderliche Größen richtig benennen und anwenden
- elektrische Netzwerke vollständig analysieren
- Ersatzschaltungen berechnen und anwenden
- Leistungen und Arbeiten abschätzen und einordnen
- Leistungen optimieren
- Wirkungsgrade berechnen
GE2 -
Grundlagen der Elektrotechnik 2 		Die Studierenden können elektrische Größen (sinusförmige Spannungen und Ströme, lineare Verbraucherzweipole und Leistungen) mit Zeitliniendiagrammen, Zeigern und komplexen Größen beschreiben, sowie Zeigerdiagramme anwenden.
GE3 -
Grundlagen der Elektrotechnik 3 		Die Studierenden können magnetische Gleich- und Wechselfelder sowie elektromagnetische Induktion in einfachen geometrischen Anordnungen berechnen.
Handlungsfelder
Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen.
Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse.
Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb.
Modulprüfung
Benotet Ja
Konzept Die Studierenden lösen in einer schriftlichen Prüfung Aufgaben zur Berechnung statischer Betriebspunkte von Gleichstrom-, Drehstromasynchron- und Drehstromsynchronmaschinen.
In Einzelfällen ist auch eine mündliche Prüfung möglich.
Frequenz Jedes Semester
Learning Outcomes
ID Learning Outcome
LO1 Die Studierenden können statische Betriebspunkte Gleichstrom-, Drehstromasynchron- und Drehstromsynchronmaschine berechnen,
indem sie passend zu den gegebenen Randbedingungen und Betriebsfällen geeignete Gesetzmäßigkeiten und Diagramme auswählen, anpassen und anwenden,
um später die für die jeweilige Anwendung geeignete Maschine dimensionieren und auswählen zu können.
Kompetenzen
Kompetenz Ausprägung
Finden sinnvoller Systemgrenzen diese Kompetenz wird vermittelt
Abstrahieren diese Kompetenz wird vermittelt
Naturwissenschaftliche Phänomene in Realweltproblemen erkennen und erklären diese Kompetenz wird vermittelt
Erkennen, Verstehen und analysieren technischer Zusammenhänge diese Kompetenz wird vermittelt
MINT Modelle nutzen diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme analysieren diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme entwerfen diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme prüfen diese Kompetenz wird vermittelt
Arbeitsergebnisse bewerten diese Kompetenz wird vermittelt
Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten diese Kompetenz wird vermittelt
Sich selbst organisieren und reflektieren Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt

Inhaltliche Voraussetzungen
MA1 -
Mathematik 1 		Die Studierenden beherrschen die mathematischen Grundbegriffe und können insbesondere mit Mengen, Funktionen, Termen und Gleichungen umgehen.
Sie können die Eigenschaften und die Graphen der wichtigsten reellen Funktionen bestimmen.
Sie können Grenzwerte für Folgen und Funktionen berechnen und Funktionen auf Stetigkeit untersuchen.
Sie kennen die Definition der Ableitung und ihre anschauliche Bedeutung, beherrschen die Anwendung der verschiedenen Ableitungsregeln und können Tangenten bestimmen.
Die Studierenden können mit Vektoren rechnen. Sie können Längen und Winkel, Geraden und Ebenen beschreiben und die Aufgaben der analytischen Geometrie lösen.
Sie kennen Matrizen und beherrschen die Rechenverfahren. Sie können die Lösungsmenge von linearen Gleichungssystemen mit dem Gaußschen Eliminationsverfahren bestimmen. Sie können den Zusammenhang zwischen linearen Abbildungen und Matrizen herstellen. Sie können den Rang von Matrizen bestimmen. Sie können die Determinante berechnen und Eigenwerte und Eigenvektoren bestimmen.
MA2 -
Mathematik 2 		Die Studierenden beherrschen den Umgang mit komplexen Zahlen.
Sie beherrschen das Riemann-Integral und können Integralwerte abschätzen. Sie verwenden den Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung und die wichtigsten Integrationsregeln zur Berechnung von Integralen.
PH1 -
Physik 1 		Die Studierenden können Analogien erkennen und anwenden:
- lineare Bewegung - Dreh-Bewegung
- mechanische - elektrische Schwingungen
Sie könne Kräftebilanzen ableiten und Bewegungsgleichungen aufstellen, sowie
Energiebilanzen ableiten und aus der Energieerhaltung Bewegungszuständen (Position, Geschwindigkeit) bestimmen.
GE1 -
Grundlagen der Elektrotechnik 1 		Die Studierenden können:
- elektrotechnische Fragestellungen erkennen und richtig einorden
- erforderliche Größen richtig benennen und anwenden
- elektrische Netzwerke vollständig analysieren
- Ersatzschaltungen berechnen und anwenden
- Leistungen und Arbeiten abschätzen und einordnen
- Leistungen optimieren
- Wirkungsgrade berechnen
GE2 -
Grundlagen der Elektrotechnik 2 		Die Studierenden können elektrische Größen (sinusförmige Spannungen und Ströme, lineare Verbraucherzweipole und Leistungen) mit Zeitliniendiagrammen, Zeigern und komplexen Größen beschreiben, sowie Zeigerdiagramme anwenden.
GE3 -
Grundlagen der Elektrotechnik 3 		Die Studierenden können magnetische Gleich- und Wechselfelder sowie elektromagnetische Induktion in einfachen geometrischen Anordnungen berechnen.
Handlungsfelder
Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen.
Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse.
Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb.
Learning Outcomes
ID Learning Outcome
LO1 Die Studierenden können statische Betriebspunkte Gleichstrom-, Drehstromasynchron- und Drehstromsynchronmaschine berechnen,
indem sie passend zu den gegebenen Randbedingungen und Betriebsfällen geeignete Gesetzmäßigkeiten und Diagramme auswählen, anpassen und anwenden,
um später die für die jeweilige Anwendung geeignete Maschine dimensionieren und auswählen zu können.
Kompetenzen
Kompetenz Ausprägung
Finden sinnvoller Systemgrenzen diese Kompetenz wird vermittelt
Abstrahieren diese Kompetenz wird vermittelt
Naturwissenschaftliche Phänomene in Realweltproblemen erkennen und erklären diese Kompetenz wird vermittelt
Erkennen, Verstehen und analysieren technischer Zusammenhänge diese Kompetenz wird vermittelt
MINT Modelle nutzen diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme analysieren diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme entwerfen diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme prüfen diese Kompetenz wird vermittelt
Arbeitsergebnisse bewerten diese Kompetenz wird vermittelt
Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten diese Kompetenz wird vermittelt
Sich selbst organisieren und reflektieren Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt

Typ Vorlesung / Übungen
Separate Prüfung Nein
Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung Die Berechnung von statischen Betriebspunkten elektrischer Maschinen kann anhand der folgenden Beispiele durchgeführt werden:
- Dimensionierung eines Bahnantriebs
- Dimensionierung eines Fahrstuhlantriebs
- Dimensionierung eines Lüfterantriebs
Typ Praktikum
Separate Prüfung Ja
Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung Die Handlungskompetenz kann anhand der folgenden Beispiele festgestellt werden:
- Erläutern des Versuchs und seines Ziels
- Aufbau der Versuchsschaltungen
- Messung von elektrischen Kenngrößen
- Berechnung relevanten Kenngrößen und grafische Darstellung
- Diskussion und bewertung der Messergebnisse
Separate Prüfung
Benotet Nein
Frequenz Einmal im Jahr
Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung Ja
Konzept Zunächst findet ein Eingangstest zur Kontrolle der Vorbereitung der Studierenden statt.
Bei positivem Ergebnis, bauen die Studierenden in Gruppen von maximal 4 Studierenden selbstständig Versuchsschaltungen auf, stellen geeignete Betriebspunkte ein, nehmen Messwerte auf, werten diese aus und erläutern diese.

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