Lehrveranstaltungen im Wintersemester
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Die Vermittlung von Kenntnissen über das Betriebsverhalten elektrischer Antriebe in Automatisierungssystemen sowie mechatronischen Systemen. Weiterhin die Befähigung zum Entwurf und zur Dimensionierung des Antriebssystems, bestehend aus Regeleinrichtung, Stellglied, elektrischem Antrieb und Übertragungsmechanik sowie Anpassung an den technologischen Prozess. |
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Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Seminar (S): | 2 | ||
| Praktikum (P): | 1 | ||
Arbeitsaufwand |
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| Die Leistungspunkte sind vom Studiengang abhängig und können der aktuellen Studienordnung entnommen werden | |
Semesterlage |
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| Wintersemester (WS) | |
Zeit und Ort |
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| Das Fach wird im aktuellen Semester nicht angeboten. | |
Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner, Dr.-Ing. Bertram Frei | ||||
| Seminar: | M.Sc. Nikolaus Trnka | ||||
| Praktikum: | Andreas Waltsgott
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Maximilian Weigelt
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Dr. Bertram Frei
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Nikolaus Trnka
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Vorlesungsinhalte
- Einführung (Prof. Werner)
- Ziel und Inhalt der Lehrveranstaltung
- Literaturempfehlungen
- Bedeutung der Thematik für technologische Prozesse in der Praxis
- Übertragungsverhalten elektromechanischer Systeme (Prof. Werner)
- Starr gekoppeltes Zweimassensystem
- Elastisch gekoppelte Mehrmassensysteme
- Bestimmung der Modellparameter
- Nichtlineare Systemteile
- Informationstechnische Komponenten (Dr. Frei)
- Auswahl von Prozessoren und Mikrocontrollern
- Signalwandler
- Sensoren
- Kommunikationsschnittstellen
- Aspekte beim Umrichterdesign
- Antriebsregler (Prof. Werner)
- Steuer- und Regelkonzepte
- Analoge Antriebsregler
- Digitale Antriebsregler
- Regleroptimierung
- Umrichter für Drehstromantriebe (Prof. Werner)
- Übersicht über moderne Antriebskonzepte
- Funktionalität moderner Frequenzumrichter
- Rückspeisefähige Netzstromrichter
- Bauelemente im Zwischenkreis
- Wechselwirkungen zwischen den antriebstechnischen Komponenten (Prof. Werner)
- Üersicht
- Motorverluste
- Pendelmomente
- Geräusche
- Überspannungen an der Motorwicklung
- Wellenspannungen
- Elektromagnetische Beeinflussung informationstechnischer Komponenten
- Mikrocontrollertechnik in Umrichtersystemen – Hardware (Dr. Frei)
- Controllerfamilien
- Integrierte Peripheriekomponenten zur Signalauswertung
- Integrierte Peripheriekomponenten zur Signalgenerierung
- Interruptsystem
- Feldorientierte Regelung (Dr. Frei)
- Koordinatensysteme bei elektrischen Maschinen
- Prinzip der Feldorientierung
- Feldorientierte Regelung von Drehstromantrieben
- Pulswechselrichtersteuerung (Dr. Frei)
- Puls-Weiten-Modulation
- Raumzeigermodulation
- Realisierung von Pulsmustern
- Mikrocontrollertechnik in Umrichtersystemen – Software (Dr. Frei)
- Softwareentwicklungsprozess
- Taskkonzept
- Software für integrierte Peripheriekomponenten
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Kenntnisse über Aufbau, Wirkungsweise und stationäres Betriebsverhalten elektromagnetischer Energiewandler, deren mathematische Beschreibung sowie Befähigung zum experimentellen Arbeiten. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Übung (Ü): | 1 | ||
| Praktikum (P): | 2 | ||
Arbeitsaufwand |
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| Die Leistungspunkte sind vom Studiengang abhängig und können der aktuellen Studienordnung entnommen werden | |
Semesterlage |
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| Wintersemester (WS) | |
Zeit und Ort |
|
| Das Fach wird im aktuellen Semester nicht angeboten. | |
Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| Erfolgreich testiertes Praktikum keine, für B_IWET |
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Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner | |
| Übung: | M.Sc. Maximilian Weigelt | |
| Praktikum: | Dipl.-Ing. Andreas Waltsgott | |
Vorlesungsinhalte
- Einführung
- Ziel der Lehrveranstaltung
- Literaturempfehlungen
- Historie
- Bedeutung elektrischer Maschinen
- Physikalische Grundlagen
- Spannungsinduktion
- Drehmoment und Leistung
- Verlustleistung und Wirkungsgrad
- Werkstoffe für elektrische Maschinen
- Ausgewählte Themen der Maschinenprüfung
- Wicklungswiderstand
- Isolationswiderstand
- Leistungsmessung in Drehstromsystemen
- Gleichstrommaschinen
- Aufbau, Wirkungsweise, Einsatzgebiete
- Schaltungen und Klemmenbezeichnungen
- Ersatzschaltbild
- Stationäres Betriebsverhalten
- Drehzahlstellmöglichkeiten
- Transformatoren
- Aufbau und Wirkungsweise
- Betriebsverhalten des Einphasentransformators
- Schaltgruppen der Drehstromtransformatoren
- Sonderbauformen
- Grundlagen der Drehfeldmaschinen
- Erzeugung und Beschreibung von magnetischen Drehfeldern
- Drehstromwicklungen
- Asynchronmaschinen
- Aufbau, Wirkungsweise, Einsatzgebiete
- Grundwellenmodell und Ersatzschaltbild
- Stationäres Betriebsverhalten
- Stromortskurve
- Nichtlineare Einflüsse auf das Betriebsverhalten
- Synchronmaschinen
- Aufbau, Wirkungsweise, Einsatzgebiete
- Grundwellenmodell und Ersatzschaltbild
- Synchrongenerator im Inselbetrieb
- Synchronmaschine am starren Netz
- Stromortskurve
- Besonderheiten der Schenkelpolmaschine
- Klein- und Sondermaschinen
- Übersicht über die Wirkprinzipien
- Universalmotoren
- Schrittmotoren
- Linearmotoren
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Erkennen der theoretischen Zusammenhänge physikalischer Wirkprinzipien, die das stationäre und dynamische Betriebsverhalten bestimmen; Voraussetzungen für die regelungstechnische Behandlung automatisierter Antriebssysteme. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Seminar (S): | 2 | ||
Arbeitsaufwand |
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| Die Leistungspunkte sind vom Studiengang abhängig und können der aktuellen Studienordnung entnommen werden | |
Semesterlage |
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| Wintersemester (WS) | |
Zeit und Ort |
|
| Das Fach wird im aktuellen Semester nicht angeboten. | |
Prüfung |
|
| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
|
| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner | |
| Semiinar: | M.Sc. Nikolaus Trnka | |
Vorlesungsinhalte
- Einführung
- Ziel der Lehrveranstaltung
- Literaturempfehlungen
- Wichtige physikalische Größen und Gesetzmäßgkeiten
- Dynamisches Verhalten der Gleichstrommaschine
- Signalflussplan
- Übertragungsfunktionen
- Darstellung im Zustandsraum
- Simulationsmodell
- Dynamisches Verhalten von Wicklungsanordnungen
- Mathematische Modellierung
- Signalflussplan
- Analytische Berechnung ausgewählter Übergangsvorgänge
- Simulationsmodell
- Drehmomentbildung in elektrischen Maschinen
- Maxwellscher Spannungstensor
- Vereinfachungen und Ersatzanordnungen
- Bestimmung von Kraft und Drehmoment aus Feldgrößen
- Systematisierung elektrischer Maschinen nach der Lage der magnetischen Feldwirbel
- Energieumsatz in elektrischen Maschinen
- Energiebilanz
- Spannungsgleichung
- Bestimmung von Kraft und Drehmoment aus der Energiebilanz
- Grundlagen der Raumzeigertheorie
- Definition der Raumzeiger
- Transformation eines 3-strängigen Systems in ein 2-strängiges System
- Transformation von Raumzeigern in ausgewählte Koordinatensysteme
- Dynamisches Verhalten von Asynchronmaschinen
- Mathematische Modellierung
- Berechnung des Drehmomentes in Raumzeigerdarstellung
- Signalflussplan
- Simulationsmodell
- Feldorientierte Betrachtung von Asynchronmaschinen
- Dynamisches Verhalten von Synchronmaschinen
- Mathematische Modellierung
- Einführung bezogener Größen
- Gleichungssystem der Synchronmaschine
- Betrachtung ausgewählter Übergangsvorgänge
- Simulationsmodell
- Ausgewählte weiterführende Themen
- Behandlung der Stromverdrängung bei Asynchronmaschinen mit Kurzschlussläufer
- Oberwellenerscheinungen in elektrischen Maschinen
- Unipolare Induktion
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Erlangen von Kenntnissen über die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Elektrotechnik, der elektromechanischen Energiewandlung und der Elektronik. Darüber hinaus sollen wissenschaftliche Arbeits-, Berechnungs- und Analysemethoden, die sie befähigen mit Elektroingenieuren fachlich zusammenzuarbeiten, vermittelt werden. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Übung (Ü): | 1 | ||
Arbeitsaufwand |
|
| Die Leistungspunkte sind vom Studiengang abhängig und können der aktuellen Studienordnung entnommen werden | |
Semesterlage |
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| Wintersemster (WS) | |
Zeit und Ort |
|
| Das Fach wird im aktuellen Semester nicht angeboten. | |
Prüfung |
|
| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
|
| keine | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung/Übung: | Dr.-Ing. Bertram Frei | |
Vorlesungsinhalte
- Stationäres elektrisches Strömungsfeld
- Kenngrößen
- Ohmsches Gesetz
- Berechnung von Gleichstromkreisen
- Grundstromkreis
- Elektrostatisches Feld
- Kenngrößen des elektrostatischen Feldes
- Technische Effekte
- Kapazität
- Technischer Kondensator
- Energie und Kraft im elektrostatischen Feld
- Magnetisches Feld
- Kenngrößen des Magnetfeldes
- Berechnung magnetischer Felder und Kreise
- Induktionsgesetz
- Induktivität
- Energie und Kräfte im Magnetfeld
- Wechselstromkreise
- Erzeugung von Wechselstrom
- Wechselstromrechnung im Zeitbereich
- Rechnen mit Zeigerbildern
- Komplexe Rechnung der Wechselstromtechnik
- Wechselstromleistung
- Drehstrom und Drehstromkreise
- Elektrische Messtechnik
- Überblick
- Messung elektrischer Größen
- Elektrische Messung nichtelektrischer Größen
