Lehre

Die Studierenden erwerben Fachwissen bzgl. der grundlegenden Eigenschaften von ungeregelten und geregelten Drehstromantrieben und deren Stellgliedern. Des Weiteren erwerben sie die Methodenkompetenz ein elektrisches Antriebssystem zu planen, geeignete Komponenten auszuwählen und diese in Betrieb zu nehmen. Die vermittelten Fähigkeiten lassen sich dabei in folgende Themen unterteilen:

• Theorie der Synchron- und Asynchronmaschinen
• Betriebsverhalten von Asynchronmaschinen am Netz
• Grundfunktionen und Grundschaltungen der Leistungselektronik
• Verwendung und Eigenschaften der unterschiedlichen Leistungshalbleiter
• Mehrquadrantenbetrieb von Frequenzumrichtern mit Gleichspannungszwischenkreis
• Drehzahlverstellung von Drehstrommaschinen mit Frequenzumrichtern

Die in der Vorlesung vorgestellten Inhalte werden anhand von Übungsaufgaben wiederholt und z.T. vertieft. Anhand von Versuchsschaltungen und Simulationsmodellen in MATLAB/Simulink© lassen sich die entsprechenden Maschinen und leistungselektronischen Schaltungen vertiefend und ergänzend untersuchen.

Die Studierenden lernen die Eigenschaften unterschiedlicher Stromrichter und ihre jeweiligen Anwendungen kennen. Sie erlernen  Wissen zu den Eigenschaften und dem Auslegungsverhalten von Leistungshalbleitern und sind damit befähigt Komponenten für geregelte elektrische Antriebe auszuwählen. Die vermittelten Themengebiete sind dabei:

• Aufbau der Mikroelektronik eines Frequenzumrichters, sowie die Eigenschaften, Beanspruchungsgrößen und Auslegung von Leistungshalbleitern.
• Auslegung von Komponenten eines Leistungsteils
• Stromrichter mit Thyristoren (netzgeführte Stromrichter, Wechsel- und Drehstromsteller) und Vierquadrantensteller
• Pulsweitenmodulation und Raumzeigermodulation
• Feldorientierte Regelung von Drehstrommaschinen
• Bremsschaltungen und Netzrückspeisung im Zwischenkreisverbund
• Grundlagen von Schaltnetzteilen
• EMV von Stromrichtergeräten

Die in der Vorlesung vorgestellten Inhalte werden anhand von Übungsaufgaben wiederholt und z.T. vertieft. Anhand von Versuchsschaltungen und Simulationsmodellen in MATLAB/Simulink© lassen sich die entsprechenden Maschinen und leistungselektronischen Schaltungen vertiefend und ergänzend untersuchen.

Die Studierenden erwerben das Wissen die Eignung von servotechnischen Systemen für einen Prozess zu analysieren und dieses System zu planen und in Betrieb nehmen zu können. Inhaltlich werden dabei folgende Themen behandelt:

• Klärung des Begriffes Servotechnik und Analyse der einzelnen Komponenten eines Servoantriebs
• Eigenschaften von Rückführsystemen
• Feldbusse für Servoanwendungen
• Mikroelektronik in der Servotechnik
• EMV von Servoantrieben
• Feldorientierte Regelung von Drehstrommaschinen und Lageregelung von Servoantrieben
• Steuerungstechnik von Mehrachs-Servoanwendungen
• Vergleich zwischen zentraler und dezentraler Steuerung
• Einsatzmöglichkeiten von Servosystemen anhand praktischer Beispiele aus der Industrie (Wickelantriebe, fliegende Säge)

Die Studierenden erwerben Fachkompetenz bzgl. des Einsatzes von Gleichstrommaschinen, sowie dreiphasigen Synchron- und Asynchronmaschinen in der Automatisierungstechnik. Die in der Vorlesung besprochenen Themen enthalten folgende Inhalte:

• Wirkung der Naturgesetze, Magnetischer Kreis und Kraftbildung
• Spannungsinduktion
• Einsatz und Aufbau der elektrischen Maschinen
• Herleitung des quasistationären Betriebsverhaltens von DC-, Synchron- und Asynchronmaschinen
• Drehfelderzeugung
• Wicklung von Drehfeldmaschinen

Anhand von Übungsaufgaben werden des Studenten für die verschiedenen elektrischen Maschinen weiterführende Kenntnisse vermittelt. Dazu gehören unter anderem die Berechnung der Maschinenparamter und verschiedener Betriebspunkte anhand vorgegebener Motordaten.

Lehrbeauftragter für die Vorlesung „Elektrische Maschinen“: Dipl.-Ing. Volker Grabs

Durch das vermittelte Fachwissen erlangen die Studierenden die Methodenkompetenz elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in einer Geräteentwicklung, unter Einhaltung der vorhandenen EMV-Gesetzgebung und EMV-Normen, zu berücksichtigen. Das hierfür notwendige Wissen wird in den folgenden Themen vermittelt:

• Grundbegriffe der EMV
• Unterscheidung zwischen Störquellen und Störsenken anhand praktischer Beispiele
• Koppelpfade
• Zonenkonzept
• Bauteile der EMV
• EMV-gerechte Übertragungstechnik
• EMV-gerechtes Design von Geräten und Leiterkarten
• Testverfahren und Normen für EMV-Messungen
• CE-Zertifizierung

Die in der Vorlesung vorgestellten Inhalte werden durch Übungsaufgaben mit dem Verfahren der Stromanalyse für einfache Schaltungen vertieft. Die in der EMV vorhandene Messtechnik (Burst, Surge, ESD, HF) wird im Praktikum vorgestellt und von den Studenten anhand von Messungen selbstständig durchgeführt und protokolliert.

Lehrbeauftragter für die Vorlesung „Elektromagnetische Verträglichkeit“: Dipl.-Ing. Holger Bentje

Im Labor Leistungselektronik sind ständig Abschlussarbeiten zu vergeben. Diese ändern sich regelmäßig. Das aktuelle Angebot finden sie hier oder melden sie sich bei:

Dipl.-Ing. (FH) Anatoli Bloch
LLA@th-owl.de
Tel.  +49 5261 702 5468

• EMV - gerechte Entwicklung eines Vollbrücken - Gegentaktwandlers
• LabVIEW-Softwarentwicklung zur Steuerung eines Smart-BHKW
• Konzeptionierung und Auslegung von Teilbaugruppen für das Leistungsteil eines Frequenzumrichters
• Entwicklung einer Bohrablaufsteuerung unter Berucksichtigung vorhandener Prozessgroen fur ein Mehrachs-Bohrsystem
• Entwicklung eines Verfahrens zur thermischen und elektrischen Belastungsprüfung von Versorgungsmodulen für Servosysteme
• Entwicklung und Implementierung eines 4-Quadranten-Stellers mit Drehzahlschätzung und einer U/f-Kennliniensteuerung einer Asynchronmaschine in MATLAB/Simulink auf einem Universal-Frequenzumrichter