M619 – Messtechnik / Elektrische Maschinen

Modul
Messtechnik / Elektrische Maschinen
Measurement Technology / Electrical Machines
Modulnummer
M619
Version: 1
Fakultät
Maschinenbau
Niveau
Bachelor/Diplom
Dauer
1 Semester
Turnus
Sommer- und Wintersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann
gunther.naumann(at)htw-dresden.de
Dozent/-in(nen)

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann
gunther.naumann(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Messtechnik"

Prof. Dr.-Ing. Thomas Schuhmann
thomas.schuhmann(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Elektrische Maschinen"
Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Messtechnik"

Deutsch
in "Elektrische Maschinen"
ECTS-Credits

5.00 Credits
2.50 Credits in "Messtechnik"
2.50 Credits in "Elektrische Maschinen"
Workload

150 Stunden
75 Stunden in "Messtechnik"
75 Stunden in "Elektrische Maschinen"
Lehrveranstaltungen

5.00 SWS (3.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Übung | 1.00 SWS Praktikum)
2.50 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 0.50 SWS Praktikum) in "Messtechnik"
2.50 SWS (1.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Übung | 0.50 SWS Praktikum) in "Elektrische Maschinen"
Selbststudienzeit

75.00 Stunden
37.50 Stunden in "Messtechnik"
37.50 Stunden in "Elektrische Maschinen"
Prüfungsvorleistung(en)

Laborpraktikum
in "Messtechnik"

Laborpraktikum
in "Elektrische Maschinen"
Prüfungsleistung(en)

Schriftliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 150 min | Wichtung: 100%
in "Elektrische Maschinen"
Lehrform
Messtechnik:
  • Vorlesung
  • Praktikum
  • Gruppenarbeit
  • Üben labortechnischer Fertigkeiten
Elektrische Maschinen:
  • Vorlesung
  • Übung
  • Praktikum
  • Gruppenarbeit
  • Üben labortechnischer Fertigkeiten
Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung
Messtechnik:
  • Einführung in die Messtechnik
    • Grundsätzliches
    • von der Messgröße zum Messwert
    • Messtechnische Grundbegriffe nach DIN 1319-1, VDI / VDE-Richtlinien, Europäische und Internationale Normen, SI-System
  • Messtechnische Grundlagen
    • Messstatik, Kenngrößen und Messfehler
    • Messdynamik, Kenngrößen und Messfehler
    • Messabweichungen und Fehlertheorie
    • Messsignale, Messstrukturen, Messverfahren
  • Messgrößenerfassung, Messverfahren und Sensorik
    • Messung mechanischer Größen / Kraft, Dehnung, Druck, Durchfluss, Mechanische Schwingungen
    • Messung thermischer Größen / Temperatur, Feuchte
    • Messung elektrischer Größen / Strom, Spannung, Leistung
    • Messung v. Gaskonzentrationen / Sauerstoff, Stickstoff usw.
  • Messwertanzeige, -registrierung, -verarbeitung
    • Messwerke, Multimeter, Registriergeräte und Oszilloskope
    • Messcomputer und Schnittstellenkarten (LV Computermesstechnik)
  • Messungen an Kraft- und Arbeitsmaschinen
    • Technisches Messen im Maschinenlabor
    • Messtechnische Erfassung / Drehmoment, Drehzahl, Leistung, Druck, Durchfluss, Temperatur
    • Erfassung des Leistungsflusses an einer Verdichteranlage, Erfassung und Auswertung des indizierten Druckes
    • Leistungsbremsen / Kenngrößen und Kennlinien
  • Messtechnische Praktika
    • Messdatenerfassung
    • Dehnungsmessstreifen
    • Temperaturmessung
    • Leistungsmessung
Elektrische Maschinen:
  • Grundlagen Elektromechanischer Energiewandler
    • Übersicht Funktionsprinzipien/Aufbau elektrischer Maschinen, Anwendungsbeispiele, Vorschriften
    • Grundgesetze des magnetischen Feldes, Induktionsgesetz, Kraftwirkungsgesetz, magnetische Werkstoffe
    • Stationäres Betriebsverhalten rotierender elektrischer Maschinen
    • Aufbau, Wirkungsweise, Anwendungsgebiete von Gleichstrom- und Drehfeldmaschinen (Asynchron- und Synchronmaschine)
    • Aufbau, Wirkungsweise und Anwendungen elektrischer Kleinmaschinen
  • Einfluss der Schaltungsvarianten auf das Betriebsverhalten
    • Ersatzschaltungen und Zeigerbilder zur Beschreibung des Betriebsverhaltens
  • Belastungskennlinien und Varianten der Drehzahlstellung, Bildung eines Drehfeldes, besondere Betriebsbedingungen (Schweranlauf, Sanftanlauf, ...)
    • Einfache Übungsaufgaben zur Anwendung der behandelten Grundbeziehungen
  • Grundlagen Elektrischer Antriebe
    • Struktur/Komponenten eines Antriebes
    • Leistungselektronische Steuergeräte und Bauelemente
  • Funktion eines Frequenzumrichters
    • Zusammenwirken Elektrischer Maschinen mit Arbeitsmaschinen, Drehzahl-Drehmoment-Kennlinien, Betriebspunkt, Stabilität, Hochlauf
Qualifikationsziele
Messtechnik:
  • Die Studierenden sind in der Lage einschlägige Normen und theoretische Kenntnisse zu den Grundlagen der Messtechnik (z.B. Messstatik, Messdynamik, Messfehlertheorie, ..) in praktischen Aufgabenstellungen anzuwenden.
  • Sie beherrschen die technisch und wirtschaftlich optimalen Messverfahren und Sensoriken bei entsprechender Prozessanalyse, auch unter Einbeziehung von Aufgaben der technischen Diagnose.
  • Die Studierenden erlangen Kenntnisse zur messtechnische Projektierung von Prüfständen und Versuchanlagen.
  • Sie erwerben Kompetenzen, um theoretisch erlangtes Wissen lösungsorientiert einzusetzen. Darüber hinaus sind sie in der Lage fachspezifische Problemstellungen zu abstrahieren und neue, fachübergreifende Anwendungen zu generieren.
  • Die Studierenden vertiefen erlerntes Fachwissen und wenden es in praktischen Laborversuchen mit kleinen Teams an.
  • Sie sind befähigt Methoden der computergestützten Messdatenerfassung, -verarbeitung, -auswertung und -präsentation anzuwenden.
  • Die Studierenden können bei fachlichen und überfachlichen Problemstellungen kreativ nach alternativen Lösungsansätzen suchen.
Elektrische Maschinen:
  • Die Studierenden verstehen den Aufbau, die Wirkungsweise und das stationäre Betriebsverhalten der wesentlichen Grundtypen rotierender elektrischer Maschinen, der Gleichstrommaschine, der Drehstromasynchron- und der Drehstromsynchronmaschine.
  • Sie erlangen Kennnisse über die Drehzahlstellmöglichkeiten rotierender elektrischer Maschinen, deren Einsatzgebiete sowie deren Vor- und Nachteile.
  • Die Studierenden erschließen sich Zusammenhänge zwischen den elektrischen und mechanischen Betriebsgrößen elektrischer Maschinen.
  • Sie erwerben die Fähigkeit, aus den Bemessungsdaten bzw. aus der Prüfung einer Maschine wesentliche Parameter und Betriebscharakteristiken abzuleiten.
  • Die Studierenden erlangen grundlegende Kenntnisse über die Komponenten elektrischer Antriebe und deren Zusammenwirken.
  • Sie erwerben Kompetenzen, um theoretisch erlangtes Wissen lösungsorientiert einzusetzen. Darüber hinaus sind sie in der Lage fachspezifische Problemstellungen zu abstrahieren und neue, fachübergreifende Anwendungen zu generieren.
  • Die Studierenden vertiefen erlerntes Fachwissen und wenden es in praktischen Laborversuchen mit kleinen Teams an.
  • Sie können bei fachlichen und überfachlichen Problemstellungen kreativ nach alternativen Lösungsansätzen suchen.
Sozial- und Selbstkompetenzen
Keine Angabe
Besondere Zulassungsvoraussetzung
Empfohlene Voraussetzungen
  • Mathematik
  • Physik
  • Elektrotechnik
  • Vorlesung "Grundlagen Elektrotechnik"
  • komplexe Rechnung
Fortsetzungsmöglichkeiten
Literatur
Messtechnik:
  • Schrüfer, E.: Elektrische Messtechnik, Carl Hanser Verlag München Wien, 2004
  • Sturm, A.; Förster, R.: Maschinen- und Anlagendiagnostik, Verlag Technik Berlin 1998
  • Hofmann, J.; Trentmann, W.: Praxis der PC-Messtechnik, Carl Hanser Verlag München Wien, 2003
  • Krämer, H.: Elektrotechnik im Maschinenbau, Verlag Vieweg Braunschweig, 1991
  • DIN 1319-1: Grundlagen der Messtechnik
Elektrische Maschinen:
  • Fischer, R.: Elektrische Maschinen, Hanser Verlag, München 2009.
  • Müller, G.; Ponick, B.: Grundlagen elektrischer Maschinen, WILEY-VCH Verlag, Weinheim, 2006.
  • Roseburg, D.: Elektrische Maschinen und Antriebe, Fachbuchverlag Leipzig, 1999.
Aktuelle Lehrressourcen
Hinweise
Messtechnik:

Fortsetzungsmöglichkeit: LV Computermesstechnik
Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/45783121920
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