Lehrveranstaltungshandbuch Elektische Antriebe

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Verantwortlich: Prof.Dr.Dick

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 EA
  • Ba ET2010 EA

Organisation

Version erstellt 2011-12-09 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Elektische Antriebe LVID F07_EA LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) 2 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) 30 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 100 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• Grundgebiete Elektrotechnik 1
• Grundgebiete Elektrotechnik 2
• Leistungselektronik
• Mathematik 1
• Mathematik 2

Literatur

• Werner Leonhard: Regelung elektrischer Antriebe Springer-Verlag, 2000
• Dierk Schröder, Elektrische Antriebe – Grundlagen Springer-Verlag

Dozenten

• Prof.Dr.Dick
• Prof.Dr.Lohner

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Dipl.-Ing. Dieter Pingel
• Dipl.-Ing. Michael Nixdorf

Zeugnistext

Elektrische Antriebe

Kompetenznachweis

Form
sK	Regelfall, bei kleiner Prüfungszehl sMP

Aufwand [h]
sK	Regelfall, bei kleiner Prüfungszehl sMP

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Kenntnisse

• Die Studierenden können mit den erworbenen umfangreichen Kenntnissen über die grundlegenden Prinzipien die elektromechanische Leistungswandlung in Gleich- und Drehstromantrieben beschreiben, analysieren.
• Ausgehend von mechanischen Vorgaben ( z.B.: Drehmoment und Drehzahl ) können die Studierenden die erforderlichen elektrischen Größen der zugehören Konverter und Maschinen sowohl im stationären als auch im dynamischen Betrieb ableiten und können die Zusammenhänge darstellen.
• Die Kenntnisse werden an folgendem Inhaltsverzeichnis erarbeitet
  • Mechanische Grundlagen: Stationäres und dynamisches Verhalten linearer und rotierender Antriebe
  • Gleichstromantriebe: Aufbau und Funktion des Gleichstrommotors, Umkehrstromrichter, Stromrichtergespeister Gleichstromantrieb, Drehzahl- und Momentenregelung
  • Drehstromantrieb mit Asynchronmaschine: Aufbau und Funktion der Asynchronmaschine. Funktion von dreiphasigen Pulswechselrichtern. Verfahren der Pulsweitenmodulation( z.B.: Vektormodulation) Frequenzumrichtergespeister Betrieb der Asynchronmaschine. U/f - Kennlinie Feldschwächung. Prinzipien der Momenten- und Drehzahlregelung.
  • Drehstromantrieb mit Permanenterregter Synchronmaschine: Aufbau und Funktion der Synchronmaschine mit Permanentmagneterregung. Betrieb der Synchronmaschine am Pulswechselrichter. Strom- und Momenten-Regelung. Wirkungsweise von Servoantrieben mit umrichtergespeisten PM Synchronmaschinen. Funktion von hochdynamischen Stellantrieben.

Fertigkeiten

• Die Studierenden sind in der Lage, die erworbenen Kenntnisse in die Praxis drehzahlgeregelter Antriebe umzusetzen.
• Den Studierenden können die Unterschiede verschiedener Antriebskonzepte Darstellen, Vor- und Nachteile erkennen und so Schritte in der Antriebssynthese unternehmen.
• Den Studierenden ist Bedeutung der Antriebstechnik für die Automatisierung und für elektrische Fahrzeuge bewußt.
• Die Fertigkeiten werden an folgendem Inhaltsverzeichnis erarbeitet
  • Mechanische Grundlagen: Stationäres und dynamisches Verhalten linearer und rotierender Antriebe
  • Gleichstromantriebe: Aufbau und Funktion des Gleichstrommotors, Umkehrstromrichter, Stromrichtergespeister Gleichstromantrieb, Drehzahl- und Momentenregelung
  • Drehstromantrieb mit Asynchronmaschine: Aufbau und Funktion der Asynchronmaschine. Funktion von dreiphasigen Pulswechselrichtern. Verfahren der Pulsweitenmodulation( z.B.: Vektormodulation) Frequenzumrichtergespeister Betrieb der Asynchronmaschine. U/f - Kennlinie Feldschwächung. Prinzipien der Momenten- und Drehzahlregelung.
  • Drehstromantrieb mit Permanenterregter Synchronmaschine: Aufbau und Funktion der Synchronmaschine mit Permanentmagneterregung. Betrieb der Synchronmaschine am Pulswechselrichter. Strom- und Momenten-Regelung. Wirkungsweise von Servoantrieben mit umrichtergespeisten PM Synchronmaschinen. Funktion von hochdynamischen Stellantrieben.

Begleitmaterial

• elektronische Inhaltsdokumente zur Vorlesung, die den Roten Faden erkennen lassen und alle komplexeren Abbildungen enthalten
• elektronische Tutorials für Selbststudium
  • Internetlinks in o.g. Dokumenten
• ausführliche Hilfsdokumente im Skript-Stil für Verständnis der Rand-Themen
• elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

• Erfahrung im Elektronischen "basteln"

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

• kein

Praktikum

Lernziele

Handlungskompetenz demonstrieren

• Gleichstromantrieb mit vollgesteuertem B2 Thyristor-Stromrichter. Innerhalb des Versuches werden die typischen Spannungs- und Stromzeitverläufe am Stromrichter aufgezeichnet und es werden verschiedenen Messgrößen erfasst aus denen die Studierenden Parameter der Gleichstrommaschine ermitteln sollen ( z.B.: Innerwiderstand Ri, übertragenes Drehmoment, Reibmoment, ... )
• Gleichstromantrieb mit B6 Umkehrstromrichter. Innerhalb des Versuches werden für verschiedene Regelungskonzepte Betriebskennlinien des Antriebes im Motor- und Generatorbetrieb erfasst ( Spannung, Strom, Drehmoment, Drehzahl, Leistung,...) , die von den Studierenden in Diagramme zu übertragen und auszuwerten sind. Des weiteren werden Reversiervorgänge untersucht und mit Hilfe von Speicher-Oszilloskopen aufgezeichnet.
• Antrieb mit Schwungradspeicher: Innerhalb des Versuches wird ein Schwungrad über eine Asynchronmaschine mit Schleifringläufer und schaltbaren Widerständen hochgefahren und mit einem Gleichstromgenerator abgebremst. Die Studierenden untersuchen die Zusammenhänge zwischen mechanischen und elektrischen Leistungen sowie die Funktion eines rotierenden Energiespeichers.
• Drehstromantrieb mit Pulswechselrichter und Asynchronmaschine sowie Gleichstromumkehrantrieb als Last: Der Antrieb wird über einen PC gesteuert. Innerhalb des Versuches untersuchen die Studierenden die grundlegenden Prinzipien eines Asynchronmotors mit PWM Frequenzumrichter. Hierbei werden für bestimmte Betriebspunkte (M, N) die Verluste in den einzelnen Antriebsblöcken messtechnisch ermittelt ( Wechselrichter, Gleichstrommaschine, Umkehrstromrichter )
• Ausarbeitung von technischen Praktikumsberichten

Begleitmaterial

• Praktikumsunterlagen

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• Laborordnung / Sicherheitsbelehrung

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bSZ	Praktikumstestat

Beitrag zum LV-Ergebnis
bSZ	Ist Voraussetzung zur summarischen Modulprüfung

Intervall: 1/Jahr