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Elektrische Maschinen 1

Modulbezeichnung: Elektrische Maschinen 1
Modulbezeichnung (engl.): Electrical Machines 1
Studiengang: Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2507
SWS/Lehrform: 2V+1U+1P (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 4
Studiensemester: 5
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur, Praktische Prüfung mit Ausarbeitung (2 Laborversuche, unbewertet)
Zuordnung zum Curriculum:
E2507 Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 5. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 4 Creditpoints 120 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Stefan Winternheimer
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Stefan Winternheimer

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
Die/der Studierende hat nach erfolgreichem Absolvieren dieses Faches Basiskenntnisse der elektromechanischen Energiewandlung erlernt, insbesondere die Grundgesetze der Elektrotechnik bei der Lösung von Problemen in elektrischen Maschinen anzuwenden. Darüber hinaus ist sie/er in der Lage, die erworbenen Kenntnisse zur Bestimmung von wichtigsten elektromagnetischen Größen in elektrischen Maschinen einzusetzen.
Das Fach ermöglicht den Studierenden Fundamente für besseres Begreifen von räumlichen und zeitlichen Zusammenhängen in elektrischen Maschinen zu bauen, und die Parallelen zwischen Eigenschaften verschiedener Maschinentypen zu ziehen. Die erlernten Methoden dieses Moduls bilden zudem die Grundlage für den Einstieg in die weiterführenden BA- und MA- Module "Elektrische Maschinen".

[letzte Änderung 18.07.2019]
Inhalt:
1.     Einführung
1.1   Anwendungen der Maxwell´schen Gleichen auf die elektrische Maschine
1.2   Magnetischer Kreis einer elektrischen Maschine
1.3   Leiterparameter einer elektrischen Maschine
2      Wicklungen, Ströme und Luftspaltdurchflutung
2.1   Grundbegriffe
2.2   Lineare Stromdichte- Strombelag
2.3   Durchflutung einer Spule und einer Wicklung
2.4   Wicklungsfaktor
2.5   Matrix- Darstellung der Wicklungsdurchflutung
2.6   Zeitabhängige Erregung
2.7   Erzeugung des Drehfeldes
2.8   Darstellung der Luftspaltdurchflutung in rotierendem Referenzrahmen
2.9   Kommutatorwicklungen
2.10 Käfigläuferwicklung
3      Luftspaltdurchflutung und -induktion
3.1   d-q- Darstellung der räumlichen Größen im Luftspalt
3.2   Einfluß von Nuten auf die Luftspaltdurchflutung und -induktion; Carter Faktor
3.3   Resultierende Luftspaltdurchflutung und Luftspaltunduktion in Kommutatormaschine
3.4   Resultierende Luftspaltdurchflutung und Luftspaltunduktion in Synchronmaschine
3.5   Resultierende Luftspaltdurchflutung und Luftspaltunduktion in Asynchronmaschine
4.     Ersatzschaltbilder elektrischer Maschinen
4.1   Haupt- und Streuinduktivitäten
4.2   Hauptinduktivität einer Spule und Wicklung in nutloser zylindrischer ungesättigter Maschine
4.3   Hauptinduktivität einer Spule und Wicklung in nutloser zylindrischer gesättigter Maschine
4.4   Hauptinduktivität einer Spule und Wicklung in ungesättigter Maschine mit variabler
        Luftspaltgeometrie
4.5   Gegeninduktivität zwischen Wicklungen in nutloser ungesättigter Maschine
4.6   Einfluß der Nutung auf beiden Seiten des Luftspalts auf Haupt- und Gegeninduktivitäten
4.7   Ersatzschaltbilddarstellung von elektrischen Maschinen
4.8   Induzierte Spannung in Wicklungen elektrischer Maschinen
5.     Kraft und Drehmoment in elektrischen Maschinen
5.1   Die Rolle der magnetischen Energie in elektromechanischer Energiewandlung
5.2   Die Kraft auf Leiter in Nuten elektrischer Maschinen
5.3   Das von Wicklungsströmen erzeugte Drehmoment und die Drehmomentfunktion
5.4   Das elektromagnetische Drehmoment als Funktion von Luftspaltgrößen

[letzte Änderung 18.07.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Overhead-Folien, Tafel, Skript und Aufgabenblätter in elektronischer Form

[letzte Änderung 13.12.2018]
Literatur:
Eckhardt, Hanskarl: Grundzüge der elektrischen Maschinen, Teubner, 1982
Richter, Rudolf: Elektrische Maschinen, Band 1: Allgemeine Berechnungselemente, Birkhäuser, 1951

[letzte Änderung 18.07.2019]
[Fri May 29 09:18:12 CEST 2020, CKEY=e3E2507, BKEY=ei, CID=E2507, LANGUAGE=de, DATE=29.05.2020]