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Elektrische Maschinen und Simulation

Modulbezeichnung: Elektrische Maschinen und Simulation
Modulbezeichnung (engl.): Electric Machines and Simulation
Studiengang: Wirtschaftsingenieurwesen, Master, ASPO 01.10.2014
Code: WIMASc135
SWS/Lehrform: 2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 6
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prόfungsart:
Klausur
Zuordnung zum Curriculum:
WIMASc135 Wirtschaftsingenieurwesen, Master, ASPO 01.10.2014, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 135 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen fόr Module:
WIMASc225 Regenerative Energien und elektrische Netze


[letzte Änderung 10.02.2020]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Rudolf Friedrich
Dozent:
Prof. Dr. Rudolf Friedrich
Prof. Dr. Frank Kneip


[letzte Änderung 10.02.2020]
Lernziele:
Elektrische Maschinen:
Studierende, die dieses Modul erfolgreich abgeschlossen haben, können:
•       die theoretischen und physikalischen Grundlagen der elektrische Maschinen auf Fragestellungen anwenden
•       die unterschiedlichen Arten und Bauweisen von rotierenden elektrischen Maschinen auflisten
•       die unterschiedlichen Funktionsweisen, Einsatzbereiche und Betriebsverhalten der rotierenden Maschinen sowie deren Kennlinien dem Dozenten und Ihren Kommilitonen erläutern
•       über die unterschiedlichen Arten und Bauweisen von statischen elektrischen Maschinen und deren Funktionsweisen sowie Betriebsverhalten referieren
•       elektrische Maschinen für spezifische Einsatzfälle unter Beachtung ihres jeweiligen Einsatzverhaltens der gegebenen Problemstellung auswählen und einfache Aufgabenstellungen auf dem Gebiet der elektrische Maschinen lösen
 
Simulation:
Studierende, die dieses Modul erfolgreich abgeschlossen haben, können:
•       das Modell eines Gleichstrom-motors sowie einer modellierten Last in Matlab/Simulink implementieren
•       die zur Beantwortung geeigneter Fragestellungen relevanten Signale auswählen, als Messgrößen erfassen und auswerten
•       das Verhalten des Motors anhand von ausgewählten Signalen im Kontext des Gesamtsystems analysieren und interpretieren
•       bei gegebener Aufgabe Wirkzusammenhänge im Gesamtsystem analysieren und den Einfluss von einzelnen Parametern dazu bewerten
•       in Abhängigkeit von vorgegebenen Mess- und Ansteuerungsmöglichkeiten eine Regelstrategie für den Gleichstrommotor entwickeln

[letzte Änderung 20.01.2020]
Inhalt:
Elektrische Maschinen:
1.      Aufbau eines
        1.1     Klassifizierung elektrischer Maschinen
        1.2     Einsatzbereiche elektrischer Maschinen
        1.3     Physikalische Grundlagen
 
2.      Gleichstrommaschine
        2.1     Aufbau
        2.2     Funktionsweise
        2.3     Betriebsverhalten und Kennlinien
        2.4     Technische Realisierung
 
3.      Transformator
        3.1     Aufbau
        3.2     Funktionsweise
        3.3     Betriebsverhalten und Kennlinien
        3.4     Technische Realisierung
 
4.      Asynchronmaschine
        4.1     Schleifring- und Käfigläufer
        4.2     Aufbau
        4.3     Funktionsweise
        4.4     Betriebsverhalten und Kennlinien
        4.5     Technische Realisierung
 
5.      Synchronmaschine
        5.1     Schenkelpol- und Vollpolgenerator
        5.2     Aufbau
        5.3     Funktionsweise
        5.4     Betriebsverhalten und Kennlinien
        5.5     Technische Realisierung
 
6.      Universalmotoren
 
7.      AntriebsstromrichterAsynchronmaschine in stationärem Zustand
 
Simulation:
1.      Aufbau eines Simulationsmodells für Gleichstrommotoren
2.      Modellierung und Simulation von Lastfällen
3.      Ermittlung statischer Kennlinien aus Simulationsdaten
4.      Analyse des dynamischen Verhaltens und der Wirkzusammenhänge
5.      Einfluss von Toleranzen und Parametervariation
6.      Simulation von Ansteuerungsstrategien
7.      Simulation von Regelungsstrategien

[letzte Änderung 13.12.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Beamer-Präsentation, Skript, Tafel, Versuchsstände (Einsatz von Leybold com3Lab), PC, Matlab/Simulink, rechnergestützte Versuche

[letzte Änderung 25.11.2019]
Literatur:
Elektrische Maschinen:
•       Spring, E.: Elektrische Maschinen - eine Einführung; 3. Auflage, Springer Verlag, 2009
•       Fischer, R.: Elektrische Maschinen; 15. Auflage, Carl Hanser-Verlag, 2011
•       Seefried, E. / Mildenberger, O.: Elektrische Maschinen und Antriebstechnik - Grundlagen und Betriebsverhalten; 1. Auflage, Vieweg Verlag, 2001
 
Simulation:
•       Nollau, R.: Modellierung und Simulation technischer Systeme – Eine praxisnahe Einführung; 1. Auflage, Springer Verlag, 2009
•       Schröder, D.: Elektrische Antriebe – Grundlagen; 4. Auflage, Springer Verlag, 2009
•       Schröder, D.: Elektrische Antriebe – Regelung von Antriebssystemen; 3. Auflage, Springer Verlag, 2009
•       Isermann, R.: Mechatronische Systeme – Grundlagen;  2. Auflage, Springer Verlag, 2008
•        RRZN Handbuch: Matlab/Simulink; 4. Auflage, 2012

[letzte Änderung 06.01.2020]
[Fri Dec  4 05:21:26 CET 2020, CKEY=wemus, BKEY=wim2, CID=WIMASc135, LANGUAGE=de, DATE=04.12.2020]