| Modulbezeichnung |
Elektrische Antriebe |
| Modulkürzel |
EL445 |
| Modulniveau |
Master |
| Verwendung des Moduls |
Wahlmodul für Vertiefung AT, EM, RE |
| Leistungspunkte |
5 ECTS |
| Präsenzzeit |
3 SWS |
| Studienbelastung |
150 h = 45 h Präsenz + 105 h Selbststudium |
| Studiensemester |
1. oder 2. Semester |
| Häufigkeit |
i.d.R. jährlich, im Sommer |
| Dauer |
ein Semester |
| Geplante Gruppengröße |
max. 36 |
| Sprache |
deutsch |
| Modulverantwortung |
Prof. Dr. Christoph Hackl |
| Lehrende |
Prof. Dr. Christoph Hackl, Prof. Dr. Dirk Hirschmann |
| Lehrformen |
Seminaristischer Unterricht mit Übung/Praktikum |
| Medien |
Tafel, Flipchart, Beamer, E-Learning |
| Prüfungsform |
schriftliche Prüfung 90 min |
Nach der Teilnahme an der Lehrveranstaltung besitzen die Studierenden fundierte Kenntnisse und beherrschen Anwendungstechniken im Bereich der Modellierung und Regelung elektrischer Antriebssysteme.
Die Studierenden sind in der Lage, vorhandene und aufgefrischte Grundlagenkenntnisse über elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Regelungstechnik auf Problemstellungen der elektrischen Antriebssysteme in z.B. Elektrofahrzeugen anzuwenden und zu erweitern.
Sie können das Zusammenwirken von Mechanik, elektromechanischen Energiewandlern, Leistungselektronik und deren Beeinflussung in einem elektrischen Antriebssystem durch Regelungstechnik analysieren und beurteilen.
Die Studierenden sind befähigt, die Analogie zwischen Gleichstrom- und Drehfeldmaschinen mithilfe der Beschreibung der Maschinen in verschiedenen (z.B. feldorientierten) Koordinaten zu verstehen.
Sie können elektrische Antriebssysteme modellieren und die mathematischen Modelle implementieren und Simulationen durchführen.
Sie sind in der Lage, Positions-/Geschwindigkeits- und Stromregelverfahren für elektrische Antriebe zu analysieren, zu beurteilen und zu implementieren (erschaffen).
Die Studierenden können mathematische Berechnungen durchführen, dynamische Modelle (z.B. in Matlab/Simulink) implementieren und dynamische Simulationen durchführen und diese analysieren.
Die Studierenden können mathematische Berechnungen durchführen, dynamische Modelle (z.B. in Matlab/Simulink) implementieren und dynamische Simulationen durchführen und diese analysieren.
Die Lehrveranstaltung befähigt die Studierenden dazu, die Fachinhalte adäquat zu verbalisieren und entsprechende Fachdiskussionen mit Peers zu führen und im Team arbeiten zu können.
Die Lehrveranstaltung versteht sich als interdisziplinärer Brückenschlag der Gebiete elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Regelungstechnik. Folgende interdisziplinäre Themen werden behandelt:
- Kernkomponenten und Grundstruktur elektrischer Antriebssysteme;
- Beschreibungsmethoden für den Antriebsstrang und das gesamte elektrische Antriebssystem;
- Projektierung elektrischer Antriebe; Erwärmung und Kühlung;
- Zustandsraumsbeschreibung und dynamisches Verhalten ausgewählter elektrischer Maschinen und leistungselektronischer Stellglieder für Gleichstrom- und Drehfeldantriebe;
- Raumzeigertheorie und ausgewählte Modulationsverfahren;
- Dynamisches Verhalten geregelter elektrischer 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 (anisotropen) Synchronmaschinen (z.B. Permanent-/elektrisch-erregte Synchronmaschine und Reluktanz-Synchronmaschine);
- Grundlagen der geberlosen Regelung;
- Windup und Anti-Windup-Strategien bei Spannungs- und Strombegrenzung; und
- Grundlagen verlustminimierender Momentenvorsteuerverfahren (z.B. Maximum-Torque-per-Ampere, Feldschwächung, Maximum Current, Maximum-Torque-per-Voltage).
Grundlegende Kenntnisse zu elektrischen Maschinen, Leistungselektronik und Regelungstechnik (z.B. Besuch des MA-Moduls "Mechatronische Energiesysteme") sind hilfreich aber nicht notwendig für die Teilnahme an diesem Modul.