Elektrische Antriebe

Modul

Modulbezeichnung   Elektrische Antriebe
Modulniveau Master
Kreditpunkte/Modul 5
Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph M. Hackl

 

Allgemeine Daten der Lehrveranstaltung

Deutscher Titel   Elektrische Antriebe
Englischer Titel Electrical Drives
Kürzel EL445 – Wahlpflichtfach
Studiensemester 1 / 2
Angebotshäufigkeit in der Regel nur im Sommersemester
ECTS-
Kreditpunkte/Modul
 5
LV-Verantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph M. Hackl
Semesterwochenstunden 3
Lehrform inkl. SWS Seminaristischer Unterricht mit integrierter Übung/integriertem Praktikum (2 SU + 1PR)
Studienbelastung 28 SU + 14 PR + 108 Vor-/Nachbereitung = 150 Stunden
Sprache Deutsch
Studiengänge EL
Medieneinsatz Tafel, Flipchart, Overheadprojektor, Beamer, E-Learning

 

Dozent(inn)en
Prof. Dr.-Ing. Christoph Hackl (Modulverantwortlicher)


Empfohlene Voraussetzungen
Grundlegende Kenntnisse zu elektrischen Maschinen, Leistungselektronik und Regelungstechnik
 

Modulziele und angestrebte Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden besitzen Kenntnisse und beherrschen Anwendungstechniken im Bereich der Modellierung und Regelung elektrischer Antriebssysteme. Die Studierenden sind in der Lage, ihre vorhandenen Grundlagenkenntnisse über elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Regelungstechnik auf die Problemstellungen der elektrischen Antriebssysteme anzuwenden und zu einem elektrischen Antriebssystem durch Regelungstechnik, was zusätzlich das Verständnis des Systemgedankens stärkt. Die Studierenden verstehen, wie durch die Beschreibung in verschiedenen (z.B. feldorientierten) Koordinaten eine Analogie zwischen Gleichstrom- und Drehfeldmaschine(n) hergestellt werden kann und lernen, die am Beispiel der Gleichstrommaschine verstandenen Positions-/Geschwindigkeits- & Stromregelverfahren auf die Drehstrommaschinen zu übertragen. Sie besitzen die Fähigkeit zur Projektierung elektrischer Antriebe und sind in der Lage regelungstechnische Methoden im Bereich der Antriebssysteme anzuwenden und weiterzuentwickeln.


Inhalt
Die Lehrveranstaltung versteht sich als interdisziplinärer Brückenschlag der Gebiete elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Regelungstechnik. Kernkomponenten und Grundstruktur elektrischer Antriebssysteme; Beschreibungsmethoden für die Mechanik von Antriebssystemen; Projektierung Elektrischer Antriebe; Erwärmung und Kühlung; Zustandsraumsbeschreibung und dynamisches Verhalten ausgewählter elektrischer Maschinen und leistungselektronischer Stellglieder für Gleichstrom- und Drehfeldmaschinen; Vertiefung Raumzeigertheorie und Raumzeigermodulation; Dynamisches Verhalten geregelter Antriebssysteme und Optimierung der Antriebsregelkreise für Drehmoment, Drehzahl und Position; Systeme zur Lage- und Winkelerfassung; Regelung bei elastischer Kopplung zur Arbeitsmaschine (elastische Mehr-Massen-Systeme); Feldorientierte Regelung von Asynchronmaschinen und Synchronmaschinen (z.B. Permanent-/elektrisch-erregte Synchronmaschine und Reluktanz-Synchronmaschine); Anisotropie; Grundlagen der geberlosen Regelung; Windup und Anti-windup Strategien bei Spannungs- und Strombegrenzung; Grundlagen verlustminimierender Momentenvorsteuerverfahren (z.B. Maximum-Torque-per-Ampere, Feldschwächung, Maximum Current, Maximum-Torque-per-Voltage);


Literatur

Neben dem zur Verfügung gestellten Skriptum mit Übungs- und Praktikumsaufgaben (inkl. Musterlösungen) sind folgende Lehrbücher hilfreich.

  • Schröder, D.: Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, Springer Verlag
  • Schröder, D.: Elektrische Antriebe - Grundlagen, Springer Verlag
  • Hackl, C.M.: Non-identifier based adaptive control in mechatronics: Theory and Applications, Springer International Publishing
  • Binder, A.: Elektrische Maschinen und Antriebe, Springer Verlag
  • Vogel, J.: Elektrische Antriebstechnik, Huthig Verlag

Prüfung
Prüfungsart und -dauer: schriftliche Modulprüfung, 90 min.