Module handbook

Energiesystemtechnik (ES)

Elektrische Maschinen

Empfohlene Vorkenntnisse

Die Inhalte der Vorlesungen Elektrotechnik I und II sowie Mathematik I und II werden vorausgesetzt.

Kenntnisse aus den Lehrveranstaltungen Elektrotechnik I und II aus den Bereichen:
- Gleichstrom: Stromkreisberechnung, Magnetfeld, Spannungsinduktion
- Wechselstrom: Zeigerdarstellung, Stromkreisberechnung, Blindleistungskompensation
- Drehstrom: Stromkreisberechnung, Leistungsmessung.
Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist die erfolgreiche Teilnahme am Labor (Abgabe eines Laborberichts
zu jedem Versuch)

Erforderliche Vorkenntnisse: Die Inhalte der Vorlesungen Elektrotechnik I und II sowie Mathematik I und II werden vorausgesetzt.

Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sollen den Aufbau und die Funktionsweise der betrachteten Maschinen und Antriebe beschreiben können sowie Berechnungen hierzu durchführen können. Sie sollen ferner in der Lage sein, die Maschinen zu betreiben.

Die Studierenden sollen insbesondere in die Lage versetzt werden mittels komplexer Rechnung elektrische
Netzwerke bzw. Drehstromschaltungen zu berechnen.

Die Studierenden sollen am Ende der Lehrveranstaltung in der Lage sein, zu einem gegebenen Anwendungsfall die geeignete elektrische Maschine auszuwählen und zu betreiben, sowie Berechnungen zu verschiedenen Betriebszuständen auszuführen.

Selbständige Vorbereitung und Durchführung von Laborversuchen und Ausarbeitung von Laborberichten.
Inhalte Ausgewählte repräsentative Versuche.

SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 80
Selbststudium / Gruppenarbeit: 100
Workload 180
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Die Modulnote berechnet sich zu jeweils 50 % aus den Teilnoten von Elektrotechnik II und Maschinen und elektrische Antriebe. Die einzelnen Lehrveranstaltungen werden wie folgt abgeprüft:
> Elektrotechnik II: K60 Klausur
> Elektrotechniklabor: erfolgreiche Teilnahme und Laborberichte
> Maschinen und elektrische Antriebe mit Labor: erfolgreiche Teilnahme an den Laborversuchen mit Berichterstellung (20 %) und K60 Abschlussklausur (80 %).

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. G. Köhler

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Elektrotechniklabor

Art Labor
Nr. M+V678
SWS 1.0
Lerninhalt

Im Elektrotechnik-Grundlagenlabor werden von den Studenten, die in kleinen betreuten Gruppen arbeiten, Versuche nach grober Anleitung selbständig aufgebaut und eigenverantwortlich durchgeführt.
Es stehen z. Zt. 10 voll ausgebaute Laborplätze zur Verfügung. Der Student erhält nach einer Einführung in die Laborsicherheit eine grobe Versuchsanleitung und muss dementsprechend die theoretischen Grundlagen, die messtechnischen Möglichkeiten bzw. Messmethoden sowie deren gerätetechnische Grundlagen, den Versuchsaufbau, die Messwerterfassung, die Beurteilung der Daten und die Methode der Auswertung selbständig erarbeiten. Danach müssen die Laboversuche in der Gruppe durchgeführt werden. Am Ende eines jeden Versuches steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser muss eine Einführung in die theoretischen Grundlage geben, die Ergebnisse geeignet dargestellt sowie die Auswertung und abschliessende Diskussion der Ergebnisse enthalten.Jede Gruppe muss einen Laborbericht je Versuch erstellen.

Ausgewählte repräsentative Versuche.

Literatur

- Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann, Aula-Verlag Wiesbaden, 2000
- Elektrische Messtechnik, Wolfgang Schmusch, Vogel Buchverlag, 2000
- Fachkunde Elektrotechnik, Bastian, Peter et. al., Verlag Europa-Lehrmittel, 1999
- Grundlagen der Elektrotechnik, Gerd Hagmann, Aula-Verlag-Wiesbaden, 2000

Maschinen und elektrische Antriebe mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V664
SWS 3.0
Lerninhalt

In der Vorlesung werden Synchron- und Asynchronmaschinen in vorgestellt. Das Betriebsverhalten bei Leerlauf und Belastung sowie das Anlassen und Drehzahlverstellmöglichkeiten werden behandelt.
Im Labor wird im 1. Laborversuch die Leistungsmessung in Drehstromnetzen anhand des Betriebs einer
Asynchronmaschine mit Schleifringläufer ohne und mit Blindstromkompensation von den Studierenden angewendet. Im 2. Laborversuch werden die Startmethoden der Asynchronmaschine mit Käfigläufer und der Betrieb bei unterschiedlichen Belastungen sowie die Drehzahlverstellung mittels Frequenzumrichter von den Studierenden untersucht. Im 3. Laborversuch wird der Synchrongenerator im Inselbetrieb mit motorischer Last sowie die die Synchronisation und der Betrieb der Synchronmaschine als Motor, Generator und Phasenschieber am starren Netz im Demonstrationsversuch vorgeführt.

- Berechnungen im Drehstromnetz
- Aufbau und Funktionsweise von Synchron- und Asynchronmaschinen
- Anlassen und Betrieb der Maschinen am Netz
- Drehzahlverstellung

Literatur

- Elektrische Antriebstechnik, Riefenstahl, Ulrich, Teubner, 2000

Elektrotechnik II

Art Vorlesung
Nr. M+V813
SWS 2.0
Lerninhalt
  • ELEKTROTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE
  • DER EINFACHE WECHSELSTROMKREIS
    Erzeugung von Wechselspannungen, Mittelwerte von Wechselgrößen, Komplexe Darstellung von Strom, Spannung, Widerstand und Leistung
  • WECHSELSTROMNETZE
    Berechnung von Netzwerken mittels komplexer Rechnung
  • DREHSTROMNETZE
    Netzformen und Schutzeinrichtungen
  • DIE DREHSTROMVERBRAUCHER
    Leistungsberechnung von Drehstromverbrauchern
  • AUSGEWÄHLTE ANWENDUNGSBEISPIELE
Literatur

 

  • Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag Wiesbaden, 2000)
  • Elektrische Messtechnik, Wolfgang Schmusch (Vogel Buchverlag, 1998)
  • Fachkunde Elektrotechnik, Bastian, Peter et. al. (Verlag Europa-Lehrmittel, 1999)
  • Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag-Wiesbaden, 2000)

Elektrotechnik II mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V850
SWS 4.0
Lerninhalt

Wechselstromkreise

Periodische Vorgänge und Fourieranalyse, Wechselgrößen und deren Kennwerte, Stromkreisberechnung im Zeitbereich, Scheinwiderstand, Stromkreisberechnung mit Hilfe von Zeigerbildern, Stromkreisberechnung mit komplexer Rechnung, komplexer Widerstandsoperator, Leistungen im Wechselstromkreis (Wirk-, Blind- und Scheinleistung), Ortskurven, Wechselstromverhalten spezieller Zweipole (Filter, Resonanzkreise) und Vierpole (Transformatoren)

Drehstromnetze

Symmetrische Komponenten, Zählpfeilsysteme, Stern- und Dreiecksschaltung, Leistungen im Drehstromsystem, Drehfeldmaschinen (Synchron- und Asynchronmaschinen)

Literatur
  • Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag Wiesbaden, 2000)
  • Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag Wiesbaden, 2000)