Inzwischen wird der weitaus größte Teil der weltweit erzeugten elektrischen Energie für Bewegungsvorgänge verwendet, die letztendlich von elektrischen Antrieben erzeugt werden. Exakt geführte Bewegungsvorgänge bestimmen heute das technische Niveau vieler Geräte, Maschinen, Fertigungs- und Transportanlagen. Dabei kommt den elektrischen Antrieben als elektromechanische Energiewandler und als Stellglied der Bewegungsvorgänge eine besondere Bedeutung zu. Der Leistungsbereich elektrischer Antriebe reicht von wenigen Watt bis zu einigen Megawatt. Elektrische Antriebe zeichnen sich durch folgende Vorteile aus: hoher Wirkungsgrad, geringer Wartungsaufwand, hohe Lebensdauer, hervorragende Steuer- und Regeleigenschaften, Energierückspeisung bei Bremsbetrieb des Motors, leichte Bedienbarkeit und einfache Integration in Automatisierungsanlagen.
Laborversuche
Im Labor stehen die folgenden Versuche zur Verfügung:
Gleichstrommaschine
- Stationäres Betriebsverhalten der fremd erregten Gleichstromnebenschlussmaschine
- Drehzahlstellung mittels Ankerspannung, Anker-Vorwiderstand und Erregerfluss
- Wirkungsgradberechnung im Motor- und Generatorbetrieb
- Ermittlung von Motorparametern aus Typenschildangaben
Asynchronmaschine
- Stationären Betriebsverhalten der Asynchronmaschine
- Ermittlung der Eisen- und Reibungsverluste
- Aufnahme der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie bei Stern- und Dreieckschaltung
- Bestimmung von Ständerstrom, Leistungsfaktor und Wirkungsgrad bei unterschiedlichen Belastungen im Motor- und Generatorbetrieb
- Konstruktion und Auswertung der Stromortskurve
- Hochlaufverhalten bei Netzbetrieb in Stern- und Dreieckschaltung
Dynamisches Verhalten der Asynchronmaschine, Simulation mit MATLAB/SIMULINK
- Raumzeigerdarstellung der Drehfeldmaschine
- Signalflussplan der Asynchronmaschine im läuferflussorientierten Koordinatensystem
- Untersuchung des dynamischen Verhaltens bei direktem Netzanschluss
- Untersuchung des dynamischen Verhaltens bei U/f-Steuerung mittels Frequenzumrichter
Asynchronmaschine mit Frequenzumrichter
- Betriebsverhalten der Asynchronmaschine bei Spannungs-Frequenz-Stellung
- Berechnung und Programmierung der U/f-Kennlinie am Frequenzumrichter
- Energierückspeisung der Asynchronmaschine im Generatorbetrieb
- Automatisches Maschinenprüfsystem zur Analyse des Betriebsverhaltens der Asynchronmaschine
Synchron-Servoantrieb
- Raumzeigerverlauf bei Block- und Sinuskommutierung
- Orientierung von Polrad und Ständerdrehfeld
- Synchron-Servoantrieb als hochdynamischer Antrieb für hohe Drehzahlen
