Grundlagen der Elektrischen Maschinen (GDM-MB-V)2.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Fundamentals of Electrical Machines)
Modulverantwortliche/r: Jens Igney
Lehrende:
Jens Igney
| Startsemester: |
SS 2021 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
| Präsenzzeit: |
30 Std. | Eigenstudium: |
45 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
Inhalt:
Grundlagen der Elektrischen Maschinen
Einleitung; Grundlagen: Leistung und Wirkungsgrad, Physikalische Grundgesetze, Induktivitäten
Gleichstromantriebe: Gleichstrommotor, Konventionelle Drehzahlstellung
Drehstromantriebe: Grundlagen und Drehfeld, Synchronmaschine, Asynchronmaschine, Konventionelle Drehzahlstellung
Fundamentals of Electrical Machines
Introduction; Basics: Power and efficiency, Physical basics, Inductances
DC-Drives: DC-motor, Traditional setting of speed
Three-phase AC drives: Basics and rotating field, Synchronous machine, Induction machine, Traditional setting of speed
Lernziele und Kompetenzen:
Ziel
Die Studierenden erläutern ausgehend von Induktionsgesetz und Lorenz-Kraft das Prinzip und den Aufbau der Gleichstrommaschine, Asynchronmaschine und leiten daraus die jeweiligen Grundgleichungen für den stationären Betrieb ab. Die Studierenden berechnen die Größen vorgegebener stationärer Betriebspunkte mit konventioneller Drehzahlstellung und interpretieren die zugehörigen Zeigerbilder.
Lernziele:
Physikalische Grundgesetze: Die Studierenden erläutern mit Hilfe von Skizzen und Formeln die physikalischen Eigenschaften des Durchflutungsgesetzes, Induktionsgesetzes, des Magnetischen Kreises beruhend auf ferromagnetischen Materialeigenschaften und der Lorenz-Kraft. Sie berechnen einfache Beispiele dazu.
Gleichstrommaschine: Ausgehend von den Grundgesetzen erläutern die Studierenden den Aufbau der Gleichstrommaschine und begründen die Notwendigkeit von Kommutator, Wendepolwicklung und Kompensationswicklung. Sie leiten aus den physikalischen Grundgesetzen und dem geometrischen Aufbau der Maschine die Grundgleichungen, die Kennlinien und das Ersatzschaltbild der Gleichstrommaschine für den stationären Betrieb her. Die Studierenden beschreiben die Gleichungen für verschiedene Betriebsarten (fremderregte Maschine, Nebenschlussmaschine, Reihenschlussmaschine) weiter. Die Studierenden führen Berechnungen für stationäre Betriebspunkte und konventionelle Drehzahlstellung der Gleichstrommaschine durch und sagen vorher, wie sich Größen ändern, wenn sich Parameter der Aufgabenstellung ändern.
Drehfeldmaschinen: Ausgehend von den Grundgesetzen und den Zusammenhängen der Gleichstrommaschine erläutern die Studierenden den Aufbau der Drehfeldmaschinen. Sie leiten aus den physikalischen Grundgesetzen und dem geometrischen Aufbau der Drehfeldmaschine deren Grundgleichungen her. Darauf aufbauend beschreiben die Studierenden die Gleichungen der Synchronmaschine und die Gleichungen der Asynchronmaschine, sowie die gängigen Kennlinien, Ersatzschaltbilder und Zeigerdiagramme für den stationären Betrieb. Die Studierenden führen Berechnungen für stationäre Betriebspunkte und konventionelle Drehzahlstellung der Drehfeldmaschinen durch und sagen vorher, wie sich Größen ändern, wenn sich die Aufgabenstellung verändert.
Knowledge and understanding of the basic operating principles of electrical machines, their steady-state operation and traditional setting of speed
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Maschinenbau (Bachelor of Science): 5. Semester
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Maschinenbau | Gesamtkonto | Pflichtmodule | Grundlagen der elektrischen Maschinen)
- Maschinenbau (Bachelor of Science): 4. Semester
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Maschinenbau | Gesamtkonto | Pflichtmodule | Grundlagen der elektrischen Maschinen)
Studien-/Prüfungsleistungen: