Antriebssteuerungen - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

- Elektrische Maschinen 1 und 2

- Leistungselektronik 1 - Grundlagen

Die Studierenden sind nach der Vorlesung und dazu gehörigen Übungen in der Lage, anhand der Struktur der Regelstrecke einer elektrischen Maschine zielgerichtet einen Regelungsstrukturentwurf zu erstellen.

Sie besitzen die Kompetenz, Regelungskonzepte an den jeweiligen elektrischen Maschinentyp (Gleichstrommaschine und permanent erregte   Synchronmaschine) anzupassen und simulativ sowie praktisch umzusetzen.

Anhand der technologischen Erfordernisse können die Studierenden eine Momenten- bzw. Drehzahl- sowie Lageregelung dimensionieren.

In der Vorlesung werden Kenntnisse aus den leistungselektronisch orientierten Veranstaltungen auf Systeme der Antriebstechnik angewendet. Der Aufbau und die Funktionsweise der leistungs­elektronischen Stellglieder werden als bekannt vorausgesetzt.     

• Einleitung/Wiederholung  ( ICE 3 als  Bsp. für ein modernes Antriebskonzept, Vierquad­ranten­betrieb, Grundstruktur eines geregelten Antriebes)
• Grundlagen der Mechanik (Translation, geschwindigkeitsabhängiger Impuls, Raketenglei­chung, Sonderfall - konstante Masse,  ZDGL, Blockstruktur, Zeitbereich bzw. Laplacebereich, Lösungsansatz für einfache Bewegungsgleichungen, Rotation, drehzahlabhängiger Drehimpuls, Berechnung von Massenträgheitsmomenten einfacher rotationssymmetrischer Körper, nichtlineare Induktivität als elektrisches Analogon, Ge­triebe, Leistungs- und Energiebetrachtungen)
• Dynamik eines mechanischen Antriebes ( Einmassen- und  Mehrmassensysteme, Eigen­wertgleichung, PT2-Verhalten, Führungs- und Störgrößenverhalten, Sprungantwort im Zeitbereich für typische Dämpfungsgrade) 
• Gleichstrommaschine (Herleitung der DGL's  für das elektrische und mechanische Teil­system, Blockstrukturen der Teilsysteme, elektromechanisches Gesamtsystem, Sonder­fall konstanter Erregungsfluss und stationärer Zustand, Führungs- und Störgrößenver­halten, geringe Dämpfung bei Maschinen großer Bauleistung => konjugiert-komplexe Eigenwerte => starkes Überschwingen, Notwendigkeit der Regelung, 4QS als Stellglied, systematischer Entwurf der Kaskadenregelung, innere Strom- bzw. Drehmomentrege­lung mit überlagerter Drehzahlregelung, EMK-Aufschaltung, Berücksichtigung der Rechentotzeit, Winkel- bzw.  Lageregelung)
• Permanenterregte Synchonmaschine ( elektrisches  und mechanisches Teilsystem in natür­lichen Koordinaten, Koordinatentransformation in rotierende und ruhende Raum­zeigerkoordinaten, ZDGL's der transformierten Maschine, netzwerkorientiertes und blockorientiertes  Ersatzschaltbild, VSC-Mittelwertmodell als Stellglied, Sonderfall sta­tionärer Zustand, Reglerstruktursynthese, Vektorstrom- bzw. Momentregler, Entkopp­lungsregler, Feldschwächebetrieb, überlagerte Drehzahl- bzw. Winkelregelung, Blockstruktur der Regelung mit Koordinatentransformation, 3/2-Wandler,Vektordreher)
• Anwendungen ( Windkraftanlage, Schwungradspeicher)  

Tafelbild, Skript, Simulationsdateien

wird in der Vorlesung bekannt gegeben

Schröder "Elektrische Antriebe"