Lehrveranstaltungen im Sommersemester
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Vermittlung von Methoden zum Entwurf und von anwendungsbezogenen Kenntnissen zum Betriebsverhalten elektrischer Antriebe. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 3 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Übung (Ü): | 2 | ||
| Praktikum (P): | 2 | ||
Arbeitsaufwand |
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| 8 Leistungspunkte (LP) | |
Semesterlage |
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| Sommersemster (SS) | |
Zeit und Ort |
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Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| Erfolgreich testiertes Praktikum | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner | |
| Übung: | Dipl.-Ing. (FH) Johannes Rudolph | |
| Praktikum: | Dipl.-Ing. Andreas Waltsgott | |
Studienmaterial |
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| Die Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben können im Portal der Lernlattform OPAL heruntergeladen werden. | ||
Vorlesungsinhalte
- Einführung
- Traditionelle Antriebstechniken
- Vorteile elektrischer Antriebssysteme
- Grundstruktur moderner elektrischer Antriebssysteme
- Tendenzen in der Antriebstechnik
- Elektrische Antriebsmaschinen
- Grundlagen
- Gleichstrommaschinen
- Asynchronmaschinen
- Synchronmaschinen
- Universalmotor
- Allgemeine Konstruktionsmerkmale
- Arbeitsmaschinen
- Grundtypen der Lastkennlinien
- Praktische Beispiele
- Mechanische Komponenten in Antriebssystemen
- Physikalische Grundlagen der Bewegung
- Kinematische Grundgrößen
- Kräfte und Drehmomente im stationären Betrieb
- Beschleunigungskraft und Beschleunigungsmoment
- Trägheitsmoment
- Berechnung von Übergangsvorgängen
- Physikalische Grundlagen der Erwärmung
- Einkörpermodell
- Zweikomponentenmodell
- Verlustleistungen in elektrischen Maschinen
- Übertemperaturen und Wärmebeständigkeitsklassen
- Betriebsarten
- Auswahl und Dimensionierung von Antriebsmotoren
- Bestimmung der Typenleistung
- Mechanische Auslegung
- Einfluss der Betriebsart auf die Motordimensionierung
- Motordimensionierung für stationären Betrieb
- Einflussfaktoren auf Lebensdauer und Umwelt
- Komponenten moderner Antriebssysteme
- Mechanische Übertragungsglieder
- Motorschalter und Motorschutz
- Stellglieder
- Messglieder
- Regler
- Antriebsvernetzung
- Stromrichtergespeiste Gleichstromantriebe
- Einsatzgebiete und Trends
- Gleichstromantriebe mit netzgeführten Stromrichtern
- Gleichstromantriebe mit Pulsstellern
- Geregelte Gleichstromantriebe
- Steuerung von Drehstromantrieben
- Varianten drehzahlveränderlicher Drehstromantriebe
- Einsatzgebiete und Trends
- Drehzahlveränderliche Asynchronantriebe
- Drehzahlveränderliche Synchronantriebe
- Regelung von Drehstromantrieben
- Modellierung der Antriebskomponenten
- Typische Regelkreisstrukturen
- Feldorientierte Regelung der Synchronmaschine
- Feldorientierte Regelung von Asynchronmaschinen
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Kennenlernen und Anwenden der Grundprinzipien zum Entwurf und zur Berechnung elektrischer Maschinen. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Übung (Ü): | 1 | ||
Arbeitsaufwand |
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| 3 Leistungspunkte (LP) | |
Semesterlage |
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| Sommersemster (SS) | |
Zeit und Ort |
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Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| Belegaufgabe (Auslegung einer elektrischen Maschine) im Umfang von ca. 15 Seiten | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner | |
| Übung: | M.Sc. Nikolaus Trnka | |
Studienmaterial |
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| Die Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben können im Portal der Lernlattform OPAL heruntergeladen werden. | ||
Vorlesungsinhalte
- Einführung
- Projektierung elektromagnetischer Energiewandler
- Hauptabmessungen
- Elektrische und magnetische Beanspruchungen in elektrischen Maschinen
- Maschinenreihe
- Wachstumsgesetze
- Wicklungen elektrischer Maschinen
- Kommutatorwicklungen
- Wechselstromwicklungen
- Erregerwicklungen
- Isolation von Wicklungen
- Der magnetische Kreis elektrischer Maschinen
- Berechnungsgrundlagen
- Ermittlung magnetischer Felder in Luft
- Charakteristische ferromagnetische Magnetkreisabschnitte
- Der Leerlauf- bzw. Magnetisierungsstrom
- Weichmagnetische Elektrobleche
- Der Einsatz von Dauermagneten in elektrischen Maschinen
- Aufgaben von Dauermagneten
- Kennlinien von Dauermagnetwerkstoffen
- Eigenschaften dauermagnetischer Werkstoffe
- Magnetischer Kreis mit Dauermagneten
- Entmagnetisierung von Dauermagneten
- Berechnung von Induktivitäten und Reaktanzen
- Streuungserscheinungen
- Charakteristische Hauptinduktivitäten und Reaktanzen
- Stromwendung
- Stromwendevorgang
- Genäherte Berechnung des Stromwendevorganges
- Einfluss der Bürstenmaterialien
- Verluste elektrischer Maschinen
- Ummagnetisierungsverluste
- Verluste in Wicklungen
- Mechanische Verluste
- Erwärmung und Kühlung elektrischer Maschinen
- Die Wärmeübertragung
- Erwärmung und Abkühlung des homogenen Körpers
- Lebensdauer der Wicklung
- Wärmequellennetze
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Vermittlung von Kenntnissen über das Betriebsverhalten spezieller mechatronischer Systeme in der Verkehrstechnik und Befähigung zu Entwurf und Dimensionierung von Komponenten derartiger Systeme. Weiterhin Kennenlernen der Magnetlagertechnologien sowie ihrer ökonomisch und ökologisch sinnvollen Einsatzmöglichkeiten. Befähigung zur interdisziplinären Betrachtung mechatronischer Systeme am Beispiel der regelungstechnischen Beschreibung aktiver Magnetlagerungen. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
Arbeitsaufwand |
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| 3 Leistungspunkte (LP) | |
Semesterlage |
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| Sommersemester (SS) | |
Zeit und Ort |
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Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| keine | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner | |
Studienmaterial |
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| Die Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben können im Portal der Lernlattform OPAL heruntergeladen werden. | ||
Vorlesungsinhalte
- Traktionstechnik
- Spurführung und Rad-Schiene-Kontakt
- Fahrwiderstände, Zugkraft und Leistung
- Drehgestelle
- Bahnstromversorgung
- Fahrmotoren und deren Dimensionierung
- Steuerung der Fahrmotoren und Stromrichtertechnik
- Magnetlagertechnik
- Physikalische Grundlagen, Einteilung magnetischer Lagerungen
- Technische Anwendungsgebiete, Trends
- Aufbau und Wirkungsweise aktiver Magnetlagerungen
- Komponenten aktiver Magnetlagerungen
- Dynamik magnetgelagerter Rotoren
- Lagerlose Motoren
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Einführung in die Modellierung von Regelstrecken moderner elektrischer Energieanlagen und mechatronischer Systeme sowie Kennenlernen von Regelstrategien in Anlagen der regenerativen Elektroenergieerzeugung zur Erhöhung der Energieeffizienz. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Seminar (S): | 2 | ||
Arbeitsaufwand |
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| 6 Leistungspunkte (LP) | |
Semesterlage |
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| Sommersemester (SS) | |
Zeit und Ort |
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Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| erfolgreich testiertes Seminar | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner, Dr.-Ing. Bertram Frei | |
| Seminar: | Dr.-Ing. Bertram Frei | |
Studienmaterial |
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| Die Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben können im Portal der Lernlattform OPAL heruntergeladen werden. | ||
Vorlesungsinhalte
- Einleitung (Prof. Werner)
- Wasserkraftanlagen (Prof. Werner)
- Physikalische Grundlagen
- Arten von Wasserkraftanlagen
- Wesentliche Komponenten von Wasserkraftanlagen
- Windkraftanlagen (Dr. Frei)
- Physikalische Grundlagen
- Widerstandskonverter
- Auftriebskonverter
- Aufbau und Topologie moderner WKA
- Turbinen für Wasserkraftanlagen (Prof. Werner)
- Gleichdruckturbinen
- Überdruckturbinen
- Generatoren (Prof. Werner)
- Synchrongeneratoren
- Asynchrongeneratoren
- Wichtige Größen in Wechselstromkreisen (Prof. Werner)
- Mittelwerte von Strom und Spannung
- Oberschwingungen
- Leistung und Energie
- Modellierung und Optimierung regelungstechnischer Systeme (Prof. Werner)
- Signalflusspläne und Übertragungsglieder
- Führungs- und Störgrößenübertragungsverhalten
- Stabilität
- Optimierung
- Feldorientierte Regelung von Generatoren (Dr. Frei)
- Prinzip der feldorientierten Regelung bei Drehstrommaschinen
- Raumzeigermodulation
- Feldorientierte Regelung von Synchrongeneratoren
- Feldorientierte Regelung von Asynchrongeneratoren
- Regelungsaufgaben in Wasserkraftwerken (Prof. Werner)
- Wirkleistungsregelung
- Blindleistungsregelung
- Drehzahlregelung
- Regelungsaufgaben in Windkraftanlagen (Dr. Frei)
- Rotorregelung
- Windrichtungsnachführung
- Betriebsführung - Zustandsmaschine
- Batterien (Dr. Frei)
- Einführung
- Kenndaten von Batterien
- Einsatzaspekte
- Häufig eingesetzte Akkuarten
- Ladeverfahren
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Ausgehend von den Prinzipien der elektromechanischen Energiewandlung sollen Kenntnisse zu den Einsatzbedingungen und Anwendungsfeldern elektrischer Antriebe vermittelt und die Befähigung erlangt werden, die richtige Antriebsauswahl zu treffen. | ||
Umfang |
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| Vorlesung (V): | 2 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Übung (Ü): | 1 | ||
Arbeitsaufwand |
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| 4 Leistungspunkte (LP) | |
Semesterlage |
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| Sommersemster (SS) | |
Zeit und Ort |
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Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| keine | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung: | Prof. Dr.-Ing. Ralf Werner | |
| Übung: | Dipl.-Ing. (FH) Johannes Rudolph | |
Studienmaterial |
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| Die Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben können im Portal der Lernlattform OPAL heruntergeladen werden. | ||
Vorlesungsinhalte
- Einführung
- Traditionelle Antriebstechniken
- Vorteile elektrischer Antriebssysteme
- Grundstruktur moderner elektrischer Antriebssysteme
- Tendenzen in der Antriebstechnik
- Elektrische Antriebsmaschinen
- Grundlagen
- Gleichstrommaschinen
- Asynchronmaschinen
- Synchronmaschinen
- Universalmotor
- Allgemeine Konstruktionsmerkmale
- Arbeitsmaschinen
- Grundtypen der Lastkennlinien
- Praktische Beispiele
- Mechanische Komponenten in Antriebssystemen
- Physikalische Grundlagen der Bewegung
- Kinematische Grundgrößen
- Kräfte und Drehmomente im stationären Betrieb
- Beschleunigungskraft und Beschleunigungsmoment
- Trägheitsmoment
- Berechnung von Übergangsvorgängen
- Physikalische Grundlagen der Erwärmung
- Übertemperaturen und Wärmebeständigkeitsklassen
- Verlustleistungen in elektrischen Maschinen
- Wirkungsgradklassen für Asynchronmotoren
- Einkörpermodell
- Zweikomponentenmodell
- Betriebsarten
- Auswahl und Dimensionierung von Antriebsmotoren
- Bestimmung der Typenleistung
- Mechanische Auslegung
- Einfluss der Betriebsart auf die Motordimensionierung
- Motordimensionierung für stationären Betrieb
- Stromrichtergespeiste Gleichstromantriebe
- Einsatzgebiete und Trends
- Gleichstromantriebe mit netzgeführten Stromrichtern
- Gleichstromantriebe mit Pulsstellern
- Drehstromantriebe
- Einsatzgebiete und Trends
- Netzgespeiste Asynchronantriebe
- Asynchronantriebe mit Frequenzumrichter
- Synchronantriebe
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): | 1 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Übung (Ü): | 1 | ||
| Praktikum (P): | 2 | ||
Arbeitsaufwand |
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| 7 Leistungspunkte (LP) in Verbindung mit der im Wintersemester stattfindenden Lehrveranstaltung Elektrotechnik/Eletronik I | |
Semesterlage |
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| Sommersemster (SS) | |
Zeit und Ort |
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Prüfung |
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| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
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| Erfolgreich testiertes Praktikum | |
Ansprechpartner |
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| Vorlesung/Übung: | Dr.-Ing. Bertram Frei | |
| Praktikum: | Dipl.-Ing. Andreas Waltsgott | |
Studienmaterial |
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| Die Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben können im Portal der Lernlattform OPAL heruntergeladen werden. | ||
Vorlesungsinhalte
- Umwandlung elektrischer Energie
- Gleichstrommaschine
- Drehfeldmaschinen
- Transformatoren
- Elektronik
- Bauelemente und einfache Schaltungen
- Analogschaltungen
- Digitalschaltungen
- Mikrorechner
- Datenkommunikation
- Batterien/Akkumulatoren
- Einführung zu Batterie-/Akkusystemen
- Kenndaten von Akkuulatoren
- Einsatzaspekte
- Häufig eingesetzte Akkusysteme
Allgemeines
Qualifikationsziele |
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| Beherrschung von grundlegenden Methoden der Elektrotechnik, der elektromagnetischen Energiewandlung sowie der
Elektronik. Aneignung ausgewählter wissenschaftlicher Grundlagen der Elektrotechnik und einiger Anwendungen; Fähigkeit zur
selbständigen Lösung von Aufgaben aus der Elektrotechnik; Befähigung zur Lösung praktischer Aufgaben in den Laborpraktika;
Befähigung zur Einarbeitung in vertiefende Gebiete der Elektrotechnik. Hinweis: Bei dieser Lehrveranstaltung handelt es sich um die Fortsetzung von Grundlagen der Elektrotechnik I der Professur Hochfrequenztechnik und Theoretische Elektrotechnik. |
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Umfang |
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| Vorlesung (V): | 3 | Lehrveranstaltungsstunden (LVS) | |
| Übung (Ü): | 1 | ||
| Praktikum (P): | 2 | ||
Arbeitsaufwand |
|
| 6 Leistungspunkte (LP) | |
Semesterlage |
|
| Sommersemster (SS) | |
Zeit und Ort |
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Prüfung |
|
| siehe aktuelle Studienordnung des jeweiligen Studienganges | |
Prüfungsvorleistung |
|
| Erfolgreich testiertes Praktikum | |
Ansprechpartner |
||
| Vorlesung/Übung: | Dr.-Ing. Bertram Frei | |
| Praktikum: | Dipl.-Ing. Andreas Waltsgott | |
Studienmaterial |
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| Die Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben können im Portal der Lernlattform OPAL heruntergeladen werden. | ||
Vorlesungsinhalte
- Das magnetische Feld
- Magnetische Erscheinungen und Kenngrößen
- Durchflutungssatz
- Berechnung magnetischer Felder und Kreise
- Induktionsgesetz
- Selbst- und Gegeninduktivitäten
- Energien und Kräfte im Magnetfeld
- Elektrotechnische Bauelemente
- Wechselstromkreise
- Erzeugung von Wechselgrößen
- Darstellung sinusförmiger Größen
- Komplexe Darstellung von Zeigern
- Unverzweigte Wechselstromkreise
- Verzweigte Wechselstromkreise
- Wechselstromleistung
- Dreiphasiger Wechselstrom (Drehstrom)
- Elektrische Messtechnik
- Messfehlerklassifikation
- Elektromechanische Baugruppen
- Elektronische Baugruppen
- Oszilloskop
- Geräte für mehrere Messgrößen
- Sensoren
- Ausgewählte elektrische Messverfahren
- Umwandlung elektrischer Energie
- Gleichstrommaschine
- Transformator
- Drehfeld
- Drehstrom-Asynchronmaschine
- Drehstrom-Synchronmaschine
