Antriebsregelung und Aktorik (ARA) - M.Sc.
Teil 1: "Antriebsregelung und Aktorik I"
Modul-Nr. 1242-1 (WT - 1. Trimester - 2 TWS / 1V+1SÜ - 2 ECTS-Punkte)
Teil 2: "Antriebsregelung und Aktorik II"
Modul-Nr. 1242-2 (FT - 2. Trimester - 4 TWS / 2V+2SÜ - 4 ECTS-Punkte)
Einige mpg-Files aus ARA:
Hochlauf ASM T-n (Seite 57)
Kurzbeschreibung
Auf der Grundlage der Vorlesung EMA (B.Sc.) werden hier dann die Elektrischen Antriebe betrachtet, die als drehzahlvariable Systeme in automatisierten Produktionsanlagen, Verkehrs- und Transporteinrichtungen und in Handhabungsgeräten eingesetzt werden. Diese Elektrischen Antriebe bestehen üblicherweise aus der Elektrischen Maschine, dem Stellglied (Stromrichter) und der Signalverarbeitung / Regelung (Mikrorechner). Der Schwerpunkt der Betrachtungen liegt hier auf dem dynamischen Verhalten der verschiedenen Elektrischen Maschinen und auf ihrer Regelung.
Diese Vorlesungsreihe mit Übungen wird im Master-Studiengang (M.Sc.) angeboten.
Grundlagen:
Dynamisches Grundgesetz, Bewegungsgleichung; Massenträgheitsmomente; einfache Getriebe; Leistung und Energie bei Drehbewegungen; langsame Drehzahländerungen; Wärmemengen beim Anfahren und Bremsen
Dynamisches Verhalten der Gleichstrommaschine:
Gleichungssystem für den dynamischen Betrieb (Zeitkonstanten, Strukturbild); fremderregte Gleichstrommaschine (allgemeine Struktur, Führungsverhalten, Störverhalten, aperiodischer Grenzfall); Gleichstromnebenschlussmaschine (dynamischer Hochlauf); Kaskadenregelung einer Gleichstrommaschine (PI-Regler, Blockschaltbild und Übertragungsfunktion, Drehzahlregelkreis und Stromregelkreis, dynamischer Hochlauf und Reversieren); Einstellregeln für PI-Regler
Raumzeigertheorie für Drehfeldmaschinen:
Methoden zur Feldberechnung; Voraussetzungen für die Anwendung der Raumzeigertheorie; Definition des komplexen Raumzeigers; Spannungsgleichung in Raumzeigerdarstellung; Interpretation der Raumzeigerdarstellung; gekoppelte Systeme; Leistung in Raumzeigerdarstellung; Ersatzschaltbildelemente; Drehmoment in Raumzeigerdarstellung; besondere Koordinatensysteme; Zusammenhang zwischen Raumzeigertheorie und Zweiachsentheorie; Zusammenhang zwischen Raumzeigern und Zeitzeigern
Dynamisches Verhalten der Asynchronmaschine:
Stationärer Betrieb der Asynchronmaschine in Raumzeigerdarstellung; schneller Hochlauf und Laststoß; feldorientiertes Koordinatensystem für die Asynchronmaschine; feldorientierte Regelung der Asynchronmaschine mit eingeprägten Statorströmen; feldorientierte Regelung der Asynchronmaschine mit eingeprägten Statorspannungen; feldorientierte Regelung der Asynchronmaschine ohne mechanischen Sensor; Direct Torque Control
Dynamisches Verhalten der Synchronmaschine
Schwingungen der Synchronmaschine, Dämpferwicklung; stationärer Betrieb der Vollpol-Synchronmaschine in Raumzeigerdarstellung; Stoßkurzschluss der Vollpol-Synchronmaschine; stationärer Betrieb der Schenkelpol-Synchronmaschine in Raumzeigerdarstellung; Stoßkurzschluss der Schenkelpol-Synchronmaschine; transienter Betrieb der Schenkelpol-Synchronmaschine
Dynamisches Verhalten der permanentmagneterregten Synchronmaschine mit Polradlagegeber
Prinzipielle Wirkungsweise; Gleichungssystem für den dynamischen Betrieb; stationärer Betrieb und Drehmomentregelung
Elektromechanische Aktoren
Allgemeines; Aktor mit geradliniger Bewegung; Aktor mit rotierender Bewegung
Leistungselektronische Stellglieder
Leistungselektronische Stellglieder für Gleichstrommaschinen; leistungselektronische Stellglieder für Asynchronmaschinen; leistungselektronische Stellglieder für Synchronmaschinen
Anhang
Drehmomentberechnung aus Kreuzprodukt von Flussverkettung und Strom; Drehmomentberechnung aus Strombelag und Flussdichte; Inversion der Induktivitätsmatrix
Literatur