Regelung elektrischer Antriebe

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 12.0 vom 12.10.2020

11M1280

Electrical Drive Control

• Elektrotechnik (Master) (M.Sc.)
• Mechatronic Systems Engineering (M.Sc.)
• Informatik - Verteilte und Mobile Anwendungen (M.Sc.)

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Elektrische Antriebe sind als Aktoren in der Automatisierungstechnik und als Traktionsantriebe von wesentlicher Bedeutung. Das Verhalten moderne Antriebe wird im Wesentlichen durch die eingesetzten Regelverfahren beeinflusst. Beginnend mit klassischen Konzepten werden hier auch die modernen Verfahren wie z. B. Direct Torque Control vorgestellt.

Die Einzelkomponenten eines elektrischen Antriebs werden systematisch analysiert und ihr dynamisches Verhalten mit MATLAB/Simulink modelliert. Das Zusammenspiel der Einzelkomponenten wird mittels geeigneter Regelverfahren optimiert.

Studierende, die das Modul Regelung elektrischer Antriebe erfolgreich absolviert haben, können die Komponenten für einen elektrischen Antrieb auswählen und die unterschiedlichen Regelverfahren in Bezug auf ihre anwendungsspezifische Eignung bewerten.

1. Regelungstechnische Modelle für Gleichstrom-, Synchron- und Asynchronmaschine
2. Regelungstechnische Modelle der Umrichterschaltungen
3. Regelverfahren für Gleichstromantriebe
4. Regelverfahren für umrichtergespeiste Asynchronmaschinen (ständerflussorientiert DSR DTC)
5. Regelverfahren für umrichtergespeiste Synchronmaschinen (rotorflussorientiert FOC)

Wissensverbreiterung
Studierenden, die dieses Modul erfolgreich absolviert haben,
kennen den grundsätzlichen Aufbau und die Funktion von elektrischen Antrieben sowie deren Komponenten
Wissensvertiefung
Studierende, die dieses Modul erfolgreich absolviert haben,
können neben dem stationären Verhalten auch das dynamischen Verhalten elektrische Antriebe herleiten und beschreiben
haben die in der Regelungstechnik erworbenen Kenntnisse an konkreten Fragestellungen der elektrischen Antriebstechnik anzuwenden und kombinieren gelernt

Können - instrumentale Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage
elektrische Antriebskonzepte in Modelle zu überführen, um geeignete Regelverfahren auswählen und mit Methoden der Regelungstechnik optimieren zu können

Können - kommunikative Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden
eine Problemstellung in einem Team analysieren, lösen und dokumentieren, die Ergebnisse präsentieren und mit anderen diskutieren

Können - systemische Kompetenz
Studierende, die das Modul Regelung elektrischer Antriebe erfolgreich absolviert haben,
kennen elektrische Antriebe in der gesamten Kette zwischen elektrischem Netz über den Umrichter und Motor bis hin zur Last
können die dynamischen Eigenschaften einzelner Komponenten hinsichtlich Ihrer Bedeutung für den Systemzusammenhang beurteilen
sind in der Lage vom Detail ins Wesentliche zu abstrahieren, um das Zusammenspiel verschiedener Systemkomponenten analytisch erfassen und optimieren zu können

Die theoretisch abgeleiteten Differenzialgleichungen werden auf eine gängige Simulationssoftware umgesetzt. Die Studierenden können in kleinen Gruppen die Ergebnisse nachvollziehen und Erweiterungen selber ableiten und grafisch programmieren. Die Ergebnisse können an einem realen Antrieb erprobt werden

Signale und SystemeGrundlagen RegelungstechnikElektrische MaschinenGrundlagen Leistungselektronik

Jänecke, Michael

Jänecke, Michael

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Werner Leonhard: Regelung elektrischer Antriebe; Springer Verlag 2000Felix Jenni, Dieter Wüest: Steuerverfahren für selbstgeführte Stromrichter; Teubner Verlag 1995Peter Vas: Senserless vector and direct torque control; Oxford University Press 1998Angermann, Beuschel, Rau, Wohlfarth: Matlab-Simulink-Stateflow; Oldenbourg Verlag 2016Helmut Scherf: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme; R. Oldenbourg Verlag 2009

Hausarbeit

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch