Geregelte Elektrische Antriebe

11M2004

Master

Deutsch

5.0

nur Wintersemester

1 Semester

Bewegungsvorg?nge mit definierten Drehzahl-/Drehmomentprofilen k?nnen mit geregelten elektrischen Antrieben sehr pr?zise, mit herausstechender Dynamik und gleichzeitig ressourcenschonend realisiert werden. Wann immer etwas m?glichst genau positioniert, schnell beschleunigt und gebremst oder ein definiertes Geschwindigkeitsprofil eingehalten werden soll, sind diese Eigenschaften besonders wertvoll.

Beispiele dafür sind industrielle Produktionsprozesse, Warenlogistik, Transport und Fortbewegung.

Geregelte Antriebe sind also die Basis vieler Schlüsselprozesse unserer heutigen Technologiewelt. Sie erm?glichen die gezielte Umsetzung elektrischer Energie in Bewegung und sind ein unverzichtbarer Baustein der angewandten Automatisierungstechnik. Ohne geregelte elektrische Antriebe sind industrielle Produktionsprozesse, wie wir sie kennen, Warenlogistik, Transport und Fortbewegung nicht mehr denkbar.

Das Modul Geregelte elektrische Antriebe besch?ftigt sich mit der Architektur und dem Zusammenspiel der Schlüsselkomponenten geregelter elektrischer Antriebssysteme und erm?glicht einen fundierten Einstieg in die wichtigsten Regelungsverfahren der elektrischen Antriebstechnik. Zudem werden Verfahren zur Auslegung und dem technologischen Design geregelter elektrischer Antriebe vorgestellt sowie die Grundprinzipien der Dimensionierung der Hauptkomponenten besprochen.

1. Unterschiede zwischen gesteuerten und geregelten elektrischen Antrieben
2. Grundlagen der Bewegungsanalyse und Antriebsdimensionierung
3. Hauptkomponenten geregelter elektrischer Antriebe und Ihr Betriebsverhalten bei Einbettung in das System.
4. Betriebskennlinien von Antriebssystemen
5. Bewegungssensoren
6. Nachhaltiger Umgang mit Energie in geregelten elektrischen Antrieben
7. Praktikum mit Projektarbeit zur Zusammenstellung eines Antriebssystems für eine konkrete Bewegungsaufgabe und Versuchen zum Betriebsverhalten von elektrischen Antriebssystemen.

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur oder
• mündliche Prüfung

• experimentelle Arbeit oder
• Projektbericht (schriftlich)

Prüfungsleistung: Klausur 2-stündig oder mündliche Prüfung 30 Minuten nach Wahl des Lehrenden

Unbenotete Prüfungsleistung: Experimentelle Arbeit mit 2 Versuchen oder Projektbericht, schriftlich auf ca. 10-20 Seiten und 15-20 Minuten Pr?sentation, nach Wahl des Lehrenden. 

Benotete Prüfungsleistung:

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
• Mündliche Prüfung: siehe Allgemeiner Teil der Prüfungsordnung

Unbenotete Prüfungsleistung:

• Experimentelle Arbeit: Experiment: insgesamt ca. 2 Versuche
• Projektbericht, schriftlich: ca. 10-20 Seiten, dazugeh?rige Erl?uterung: ca. 15-20 Minuten

In dem Modul werden grundlegende Kenntnisse über Elektrische Maschinen und die wichtigsten leistungselektronischen Grundschaltungen der Abtriebstechnik vorausgesetzt.

Der Umgang mit Regelungsmodellen in MATLAB/Simulink sollte bekannt sein.

Nach Abschluss des Moduls

• kennen die Studierenden die Regeln und Werkzeuge zur Analyse einer Bewegungsaufgabe mit dem Ziel der Zusammenstellung eines dafür geeigneten Antriebssystems und
• die grunds?tzliche Architektur und das spezifische Betriebsverhalten geregelter elektrischer Antriebssysteme.
• Sie k?nnen die die wichtigsten Komponenten geregelter elektrischer Antriebe benennen und verstehen deren Zusammenspiel im System.
• Sie haben besondere Ausführungsformen Elektrischer Maschinen für den Einsatz in geregelten Antriebssystemen kennengelernt, insbesondere permanentmagenterregte Maschinentypen.
• Und k?nnen die Grundzusammenh?ge der wichtigsten Regelungsverfahren für elektrische Antriebe erl?utern.

Darüber hinaus haben die Studierenden nach Abschluss des Moduls die Bef?higung erworben,

• eine Bewegungsaufgabe hinsichtlich Ihrer für die Auswahl eines dafür geeigneten Antriebssystems wichtigen Parameter zu betrachten und rechnerisch zu analysieren,
• hinsichtlich der wichtigsten Komponenten geregelter elektrischer Antriebe eine geeignete Auswahl zu treffen und diese zu begründen,
• Betriebskennlinien von vollst?ndigen Antriebssystemen zu verstehen und zur Auswahl geeigneter geregelter Antriebe einzusetzen,
• und neben der Hauptkomponente Elektrische Masachine weitere ben?tigte Bestandteile geregelter elektrischer Antriebe zur Erfüllung einer definierten Bewegungsaufgabe zu bestimmen und in ein Gesamtsystem zu integrieren.

Die Studierenden, die das Modul Geregelte Elektrische Antribe abgeschlossen haben, k?nnen konkrete , definierte Bewegunsaufgaben anaylsieren und  verschiedene Konzepte geregelter Antriebssysteme hinsichtlich ihrer Eignung für die Aufgabe gegenüberstellen um so zu schlussfolgeren, welche Konzepte für die Aufgabe besonders geeignet sind.

Darüber hinaus haben sie bekannte Verfahren der allgemeinen Regelungstechnik auf Antriebsaufgaben übertragen und einzusch?tzen gelernt, welche besonderen Fallstricke dabei in der Antriebstechnik zu überwinden sind. Geeignete L?sungsstrategien wurde angewendet und verifiziert.

Die Studierenden k?nnen nach Abschluss des Moduls bekannte sowie neu erworbene technische Zusammenh?nge aus dem Gebiet der Elektrischen Maschinen, der Leistungselektronik und der Regelungstechnik miteinander kombinieren und daraus durch Entwurf eines geeigneten Antriebsystems und dessen Regelung eine L?sung für ein konkretes antriebstechnisches Problem kreieren.

Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, durch Erkennen von Potenzialen in verfügbaren geregelten antriebstechnischen Systemen Forschungsfragen zu formulieren und Forschungsfelder in verschiedenen elektrotechnischen und materialwissenschaftlichen Teilgebieten zu erkennen, die einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger geregelter Antriebskonzepte liefern k?nnen.

Die Studierenden k?nnen nach Abschluss des Moduls selbstentwickelte L?sungen für antriebstechnische Probleme pr?sentieren, die Vorteile gefundener L?sungen veranschaulichen und argumentatitv verteidigen.

• Heimbrock, Andreas

• Heimbrock, Andreas