Seminar

Grundlagen elektrischer Maschinen

Veranstaltungsnummer: 02SE347

Mit Teilnahmebescheinigung

  • Begriffserläuterungen und Grundlagen zum Elektromagnetismus
  • Grundsätzliche Berechnungsverfahren für Wechselstromschaltungen und symmetrische Drehstromschaltungen
  • Zwei verwandte elektrische Maschinen: Transformator und Asynchron-
    maschine
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Kommende Termine:

09. – 10. November 2021
Stuttgart

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22. – 23. Februar 2022
Fürth

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12. – 13. Mai 2022
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Verfügbar

13. – 14. September 2022
Form eines Online-Seminars

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27. – 28. April 2023
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Energie- und Mobilitätswende verleihen den elektrischen Maschinen eine neue Bedeutung. Ihre Verbreitung in den Sektoren Energie und Verkehr nimmt stetig zu. Die Ergänzung der rotierenden elektrischen Maschinen um leistungselektronische Stellglieder beschleunigte die Entwicklung von drehzahlvariablen elektrischen Antrieben enorm. Dabei hilft es, die zu Grunde liegenden Effekte des Elektromagnetismus in der Anwendung sowie grundsätzliche Begriffe der Elektrotechnik zu verstehen, um den Überblick bei dieser rasanten Entwicklung zu behalten.

Nach dem Seminar können Sie Zusammenhänge zwischen
elektrischer und mechanischer Leistung bei elektrischen
Maschinen herstellen. Sie können mit den wesentlichen Begrifflichkeiten des Elektromagnetismus umgehen und die Wirkkette von der elektrischen Spannung bis zur mechanischen Kraft
nachvollziehen. Die grundsätzliche Vorgehensweise bei der Berechnung von Wechsel- und Drehstromschaltungen ist Ihnen bekannt. Sie kennen das Funktionsprinzip der Gleich- und
Universalmaschine sowie die Wirkungsweise der wichtigsten Drehfeldmaschinentypen, Synchron- und Asynchronmaschine. Grundsätzliche Verfahren der Drehzahlregelung und -stellung können von Ihnen unterschieden werden.

Top-Themen

  • Begriffserläuterungen und Grundlagen zum Elektromagnetismus
  • Grundsätzliche Berechnungsverfahren für Wechselstromschaltungen und symmetrische Drehstromschaltungen
  • Zwei verwandte elektrische Maschinen: Transformator und Asynchron-
    maschine
  • Die Synchronmaschine: Klassischer Generator, nun Motor der Mobilitätswende
  • Leistungselektronische Stellglieder: Der Durchbruch der elektrischen Antriebe
  • Drehzahlgeregelte Gleichstrommaschine, mit oder ohne Bürsten?

Ablauf des Seminars "Grundlagen elektrischer Maschinen"

Erfahren Sie im Seminar "Grundlagen elektrischer Maschinen" mehr zu folgenden Themen:

1. Tag   10:00 bis 18:00 Uhr

2. Tag   09:00 bis 15:00 Uhr

Grundlagen zum Elektromagnetismus, Begriffsklärung

  • Physikalische Größen und Einheiten
  • Magnetischer Kreis und Analogien zum elektrischen Kreis
  • Ferromagnetische Materialien und Verlustmechanismen
  • Funktionsprinzip der Gleichstrom- und Universalmaschine

Grundlagen der Wechsel- und Drehstromrechnung

  • Zusätzliche Effekte bei elektrischen Wechselgrößen im Vergleich zur quasistationären Gleichstromrechnung und daraus folgende Konsequenzen
  • Zusammenhang zwischen Sinusschwingung und Zeiger
  • Leistungsbestimmung, oder „Was ist eigentlich Wirk- und
    Blindleistung?“
  • Analyse symmetrischer dreiphasiger Systeme im einphasigen Ersatzschaltbild
Übung: Leistungsflussberechnung einer Wechselstromschaltung

Transformator und Asynchronmaschine

  • Funktionsweise des einphasigen idealen Transformators
  • Merkmale des realen Transformators und vereinfachtes
    Ersatzschaltbild
  • Zusammenschaltung einphasiger Transformatoren zu
    unterschiedlichen Schaltgruppen
  • Bezug zwischen Asynchronmaschine und Transformator
  • Herleitung der Drehzahl/Drehmoment-Kennlinie einer
    idealisierten Asynchronmaschine mit direkter Netzspeisung

Synchronmaschine

  • Die Synchronmaschine als Spezialfall der Asynchronmaschine
  • Betriebsarten der Synchronmaschine
  • Drehmoment in Abhängigkeit des Polradwinkels
Übung: Bestimmung der Wirk- und Blindleistungsbilanz für einen exemplarischen Betriebspunkt einer idealisierten Synchronmaschine

Leistungselektronische Stellglieder

  • Funktion eines Wechselstromstellers (Dimmer, Universalmotor)
  • Tiefsetzsteller (Buck Converter), Hochsetzsteller (Boost
    Converter)
  • Modulare Halbbrückenwandler
  • Dreiphasige (selbstgeführte) Umrichter
  • Steuerverfahren in der Leistungselektronik:
    Pulsweitenmodulation
  • Drehzahlsteuerung der Asynchronmaschine

Drehzahlregelung einer Gleichstrommaschine

  • Erläuterung der Kaskadenregelungsstruktur bestehend aus Ankerstrom- und Drehzahlregelung
  • Reglerentwurf
  • Implementierung einer Ankerstrombegrenzung mit Anti-Windup
  • Diskussion der Simulationsergebnisse für eine exemplarische Gleichstrommaschine

Drehzahlregelung einer bürstenlosen Gleichstrommaschine

  • Gleichstrom- oder Synchronmaschine?
  • Die Synchronmaschine als Schrittmotor
  • Ansteuerung einer permanent erregten Synchronmaschine als bürstenlose Gleichstrommaschine (BLDC)
  • Anwendung der Kaskadenregelungsstruktur auf die BLDC
Experiment: Inbetriebnahme einer BLDC mit
„Motorcontroller“ sowie Untersuchung der lastabhängigen Statorspannungen und -ströme

Zielgruppe

  • Ingenieure und Techniker, die ihre Kenntnisse im Bereich der Antriebstechnik auffrischen möchten
  • Beschäftigte aus den Sektoren Automatisierung, Energie und Automotive, die ihre Kenntnisse auf dem Gebiet der elektrischen Antriebstechnik vertiefen möchten
  • Mitarbeiter aus dem Sonder- und Elektromaschinenbau
  • Quereinsteiger und Interessierte aus technischen Berufen, die einen Einblick in die elektrische Antriebstechnik sowie einen Überblick über die Auswahl unterschiedlicher Maschinentypen und Antriebsarten suchen

Ihr Experte für das Seminar "Grundlagen elektrischer Maschinen":

Prof. Dr.-Ing.  Michael Bierhoff, Prodekan, Fachhochschule Stralsund

Nach dem Studium der Elektrischen Energietechnik an der FH Dortmund übernahm Prof. Bierhoff eine Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe der

Christian-Albrechts-Universität in Kiel. Danach war er für mehrere Jahre bei der Fa. Still (Flurförderzeuge) in Hamburg im Bereich der elektrischen Antriebsentwicklung tätig bevor er die Professur für Elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik an der Hochschule Stralsund annahm.

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Grundlagen elektrischer Maschinen

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