MF15 – Elektrische Maschinen /
Messtechnik

Modul
Elektrische Maschinen /
Messtechnik
Electrical Machines / Measurement Technology
Modulnummer
[MF15]
Version: 1
Fakultät
Maschinenbau
Niveau
Diplom
Dauer
2 Semester
Turnus
2 Semester, Start Wintersemester
Modulverantwortliche/-r

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

Prof. Dr.-Ing. Thomas Burkhardt
thomas.burkhardt(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Elektrische Maschinen"

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

Deutsch
in "Elektrische Maschinen"

Deutsch
in "Messtechnik und Maschinenlabor"
ECTS-Credits

5.00 Credits
2.00 Credits in "Elektrische Maschinen"
3.00 Credits in "Messtechnik und Maschinenlabor"
Workload

150 Stunden
60 Stunden in "Elektrische Maschinen"
90 Stunden in "Messtechnik und Maschinenlabor"
Lehrveranstaltungen

6.00 SWS (3.00 SWS Vorlesung | 3.00 SWS Praktikum)
2.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in "Elektrische Maschinen"
4.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 2.00 SWS Praktikum) in "Messtechnik und Maschinenlabor"
Selbststudienzeit

60.00 Stunden
83.00 Stunden Selbststudium - Elektrische Maschinen
40.00 Stunden Vorbereitung Lehrveranstaltung - Elektrische Maschinen
30.00 Stunden Vorbereitung Prüfung - Elektrische Maschinen
13.00 Stunden Sonstiges - Elektrische Maschinen
30.00 Stunden in "Messtechnik und Maschinenlabor"
Prüfungsvorleistung(en)

Praktikum
in "Messtechnik und Maschinenlabor"
Prüfungsleistung(en)

Alternative Prüfungsleistung - Praktikum
Wichtung: 15% | nicht kompensierbar
in "Elektrische Maschinen"

Schriftliche Prüfungsleistung
Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 85% | nicht kompensierbar
in "Messtechnik und Maschinenlabor"
Lehrform
  • Vorlesung
  • Praktikum
Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung
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)
  • 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
Messtechnik und Maschinenlabor:
  • 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 von Gaskonzentrationen / Sauerstoff, Stickstoff usw.
  • Messwertanzeige, -registrierung, -verarbeitung
    • Messwerke, Multimeter, Registriergeräte und Oszilloskope
    • Messcomputer und Schnittstellenkarten
  • Messungen an Kraft- und Arbeitsmaschinen
    • Technisches Messen im Maschinenlabor, Prüfstandsaufbau
    • 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
    • Grundlagen der Messdatenerfassung
    • Grundlagen der Messdatenauswertung und -anzeige
    • Erfassung messdynamischer Kenngrößen
    • Messung mechanischer Spannungen
    • Messung mechanischer Schwingungen
    • Messung von Temperaturen
    • Leistungsmessung an Kraft- und Arbeitsmaschinen
    • Messung von Durchfluss und Druck an einer Ventilatoranlage
    • Messtechnische Erfassung von Kennwerten einer Kreiselpumpe
Qualifikationsziele
Elektrische Maschinen:
  • Beherrschung des Aufbaus, der Wirkungsweise und des stationären Betriebsverhaltens der wesentlichen Grundtypen rotierender elektrischer Maschinen, der Gleichstrommaschine, der Drehstromasyncron- und der Drehstromsynchronmaschine.
  • Kennnisse über die Drehzahlstellmöglichkeiten rotiernder elektrischer Maschinen, deren Einsatzgebiete sowie deren Vor- und Nachteile.
  • Beherrschung der Zusammenhänge zwischen Drehzahl bzw. Strom und dem Drehmoment der Maschinen. Fähigkeit aus den Bemessungsdaten bzw. aus der Prüfung einer Maschine wesentliche Parameter und Betriebscharakteristiken abzuleiten.
  • Grundlegende Kenntnisse über die Komponenten elektrischer Antriebe und deren Zusammenwirken.
Messtechnik und Maschinenlabor:
  • Beherrschung der Grundlagen der Messtechnik: DIN-Normen, SI-System, Messstatik und Messdynamik, Messfehlertheorie und Praxisanwendungen, Messstrukturen
  • Beherrschung technisch und wirtschaftlich optimaler Messverfahren und Sensorik bei entsprechender Prozessanalyse, auch unter Einbeziehung von Aufgaben der technischen Diagnose
  • Messtechnische Projektierung von Prüfständen in Maschinenlaboratorien Befähigung zur Anwendung computergestützter Messdatenerfassung, -auswertung und -präsentation.
Sozial- und Selbstkompetenzen
Keine Angabe
Besondere Zulassungsvoraussetzung
Keine Angabe
Empfohlene Voraussetzungen
  • Vorlesung "Grundlagen Elektrotechnik"
  • komplexe Rechnung

Grundkenntnisse in Mathematik, Physik, Werkstofftechnik, Technische Thermodynamik, Elektrotechnik, Festigkeitslehre
Fortsetzungsmöglichkeiten
Keine Angabe
Literatur
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.
Messtechnik und Maschinenlabor:
  • 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
Aktuelle Lehrressourcen

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar

⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau
Hinweise

Alle Prüfungsleistungen des Moduls müssen mit mindestens "ausreichend" (4,0) bestanden werden.
Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL
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