Elektrische Antriebstechnik II (EAM-E_Antriebe II-V)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Electrical Drives II)
Modulverantwortliche/r: Ingo Hahn
Lehrende:
Ingo Hahn
Startsemester: |
WS 2021/2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Elektrische Antriebstechnik II
(Vorlesung, 3 SWS, Ingo Hahn, Mi, 16:15 - 17:45, 02.224 Cauerstr.9; In Präsenz – Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259019.html)
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Übungen zu Elektrische Antriebstechnik II
(Übung, 1 SWS, Shima Tavakoli, Fr, 8:15 - 9:45, 02.224 Cauerstr.9; In Präsenz! Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.studon.fau.de/studon/ilias.php?ref_id=1090962&cmd=frameset&cmdClass=ilrepositorygui&cmdNode=yn&baseClass=ilRepositoryGUI)
Empfohlene Voraussetzungen:
Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:
Elektrische Antriebstechnik I (SS 2021)
Leistungselektronik (WS 2020/2021)
Inhalt:
Elektrische Antriebstechnik II
Regelung drehzahlveränderbarer Antriebe (Übersicht)
Regelung der Gleichstrommaschine
U/f-Steuerung von Drehstromantrieben
Regelung von Drehstromantrieben: Feldorientierte Regelung mit Geber:
Asynchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine mit Sinusstrom, Elektrisch erregte Synchronmaschine; Direktumrichter; Stromrichtermotor; Asynchronmaschine mit Phasenfolgelöschung; Permanenterregte Synchronmaschine mit Blockstrom
Vergleich der Eigenschaften von Antrieben mit Pulsumrichter und Asynchronmaschine und elektr./perm. erregter Synchronmaschine Digitale Feldbusse: Einleitung, Grundlegende Eigenschaften, Beispiele
Electrical Drives (Part II)
Control of speed-adjustable drives (overview)
Closed-loop control for DC-drives
V/f-control for three-phase AC-drives
Closed-loop control for three-phase AC-drives: field-orientated closed-loop control with sensor: Asynchronous machine, Permanent-magnet synchronous machine with sinusoidal current, Synchronous machine with electrical excitation; Cyclo-converter; Converter motor; Asynchronous machine with phase-sequence commutation;
Permanent-magnet synchronous machine with square wave current
Comparison of inverter-fed drives with asynchronous machine, synchronous machine with electrical and permanent magnet excitation
Digital field busses: Introduction, Basic features, Examples
Lernziele und Kompetenzen:
Ziel
Die Studierenden entwerfen und berechnen die klassischen Strukturen der Regelung von Gleichstrom- und Drehfeldantrieben, mit besonderem Gewicht auf der Feldorientierten Regelung.
Lernziele:
Regelung der Gleichstrommaschine: Die Studierenden erstellen das Blockschaltbild der klassischen Kaskadenregelung der Gleichstrommaschine und wählen geeignete Übertragungsfunktionen für den Strom-, Drehzahl und Lageregelkreis.
Feldorientierte Regelung mit Geber: Die Studierenden erläutern das Prinzip der feldorientierten Regelung im Vergleich mit der Regelung der Gleichstrommaschine und nennen die Schritte beim Erstellen der Regelungsstruktur. Die Studierenden leiten aus den allgemeinen Modellgleichungen der Maschine mit Hilfe von Raumzeigertransformation und Koordinatentransformation die Ständer- und Läufergleichungen für ein beliebiges Koordinatensystem ab. Die Studierenden wählen abhängig vom Maschinentyp (Asynchronmaschine, permanenterregte und elektrisch erregte Synchronmaschine) ein Koordinatensystem in dem Fluss und Drehmoment voneinander entkoppelt beeinflussbar sind und erstellen das Blockschaltbild für die Feldorientierte Regelung inklusive der Fluss-Modelle.
Lagegeberlose Regelung: Die Studierenden nennen die wichtigsten Verfahren der lagegeberlosen Regelung und leiten diese aus den Modellgleichungen der Maschinen ab. Sie erstellen das Blockschaltbild einer testsignalbasierten geberlosen Regelung. Sie unterscheiden die Einsatzbereiche und Grenzen der vorgestellten lagegeberlosen Verfahren.
Direct Torque Control: Die Studierenden erstellen das Blockschaltbild der Direct Torque Control und leiten die Modellgleichungen für die Gewinnung des Drehmoment- und Flusssignals aus den allgemeinen Modellgleichungen der Maschine ab. Die Studierenden zeichnen die Ortskurve des Statorflusses in der Raumzeigerebene für typische Betriebspunkte.
Digitale Feldbusse: Die Studierenden nennen die Struktur und Vorteile der Feldbustechnik im Vergleich zu früheren Automatisierungsstrukturen. Die Studierenden unterscheiden die Merkmale von aktiver und passiver Kopplung, verschiedener Bus-Zugriffsverfahren, Maßnahmen zur Datensicherheit, Möglichkeiten der physikalischen Übertragung und Schnittstellen. Die Studierenden nennen und erläutern die Schichten des OSI-Schichten-Referenzmodells. Sie berechnen Prüfsummen.
Knowledge and understanding about the closed-loop control of DC-drives, the principle of the field-orientated closed-loop control for three-phase AC drives with examples and additional closed-loop controls for three-phase AC drives, basic knowledge about digital field busses
Literatur:
Skript
script accompanying the lecture
Weitere Informationen:
www: http://www.eam.eei.uni-erlangen.de/lehre/
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Mechatronik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2021w | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Mechatronik (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | 3 Elektrische Antriebe und Leistungselektronik | Elektrische Antriebstechnik II)
Studien-/Prüfungsleistungen: