Auslegung elektrischer Maschinen - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Kurse / Semester 20xx / Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik / Institut für elektrische Energie-und Steuerungstechnik / FG Kleinmaschinen

Vorausgesetzt werden die im Grundstudium erworbenen Kenntnisse der Mathematik, Experimentalphysik und Mechanik. Eine Übersicht der Maschinenelemente und darüber hinaus Fertigkeiten im technischen Zeichnen und Konstruieren von Maschinenbauteilen erleichtern das Verständnis für die Ausführung realer Energiewandler und die zu erfüllenden die Anforderungen. Es sind Kenntnisse zu den Grundlagen elektrischer Maschinen erforderlich.

In der Lehrveranstaltung „Auslegung elektrischer Maschinen“ wenden die Studenten ihre Kenntnisse über die Elektrotechnik, des Maschinenbaus und der Werkstoffe an. Sie haben umfassende Kenntnisse über den Aufbau und die Wirkungsweise der elektromechanischen Energiewandler und verstehen die Zusammenhänge und Besonderheiten im Bezug auf die Dimensionierung und Auslegung umzusetzen. Auf dieser Basis sind sie in der Lage, die Problematik elektromotorisch betriebener Geräte zu erfassen und die Anforderungen gerätespezifisch umzusetzen. Ihre Kenntnisse über die Zusammenhänge des elektromechanischen Energieumsatzes und der thermischen Verhältnisse ermöglichen es ihnen, Erstauslegungen vorzunehmen, Schwächen von bestehenden Konzepten zu erkennen und an der Weiterentwicklung zu arbeiten. Die Fähigkeiten im Zusammenhang mit der Analyse des Anwendungsfalls und mit der Anpassung des Motors an konstruktive Gegebenheiten des Einbauortes versetzen die Studenten in die Lage, konstruktiv und theoretisch wirksam zu werden.

Ausgangsgrößen, Randbedingungen und prinzipieller Weg für den Entwurf und die Berechnung elektrischer Maschinen

• Zusammenhang Nenndaten und Abmessungen
• Induktion und Stromdichte
• Erwärmung
• Randbedingungen zur Optimierung (Kosten, Trägheitsmoment, Bauvolumen, Einbaubedingungen, Verluste, Wirkungsgrad)

Prinzipieller Entwurfsgang

• Entwurfsgleichung und Spezifizierung auf Gleichstrommaschine, Asynchronmaschine, Asynchronmaschine Hauptelemente und Abmessungen
• Aufbau und Bezeichnung allgemein
• Besonderheiten bei Gleichstrommaschine, Asynchronmaschine, Asynchronmaschine
• Hinweise auf Probleme bei Einzelelementen (Längen-/ Durchmesserverhältnis, Zahnbreite und -höhe, Feldausbildung, etc.)

Magnetischer Kreis

• Grundlagen / Theorie
• Luftspaltfelder, Nutungseinflüsse ·magnetischer Spannungsabfall im Luftspaltfeld (mit und ohne Zahnentlastung)
• Hinweise auf ideelle Größen und Feldaufbau (Polbedeckungsfaktor, Carterscher Faktor, ideelle Länge, ideeller Luftspalt, ..)
• Permanentmagneterregung (reversibel, irreversibel ..)

Einsatz von Rechentechnik

• Einführung in Berechnung mit Finite Elemente Methode
• Praktische Berechnungsbeispiele mit Software

Übungsaufgaben, gedruckte Vorlesungsmanuskripte Scriptum / Training

Weitere Informationen

Kurse / Semester 20xx / Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik / Institut für elektrische Energie-und Steuerungstechnik / FG Kleinmaschinen

• G. Müller: Elektrische Maschinen , Grundlagen elektrischer Maschinen, VCH Verlagsgesellschaft;
• K. Vogt, Berechnung elektrischer Maschinen, Verlag Technik;
• Vorlesungsmanuskript