M405 – Measurement Technology / Electrical Machines

Module
Measurement Technology / Electrical Machines
Messtechnik / Elektrische Maschinen
Module number
M405
Version: 1
Faculty
Mechanical Engineering
Level
Bachelor/Diploma
Duration
1 Semester
Semester
Summer and Winter semester
Module supervisor

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann
gunther.naumann(at)htw-dresden.de

Lecturer(s)

Prof. Dr.-Ing. Thomas Schuhmann
thomas.schuhmann(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Elektrische Maschinen" ,"Messtechnik"

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

Course language(s)

German
in "Elektrische Maschinen"

German
in "Messtechnik"

ECTS credits

6.00 credits
3.00 credits in "Elektrische Maschinen"
3.00 credits in "Messtechnik"

Workload

180 hours
90 hours in "Elektrische Maschinen"
90 hours in "Messtechnik"

Courses

6.00 SCH (3.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar | 2.00 SCH Internship)
3.00 SCH (1.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar | 1.00 SCH Internship) in "Elektrische Maschinen"
3.00 SCH (2.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Internship) in "Messtechnik"

Self-study time

90.00 hours
45.00 hours in "Elektrische Maschinen"
45.00 hours in "Messtechnik"

Pre-examination(s)

Practical laboratory course
in "Elektrische Maschinen"

Practical laboratory course
in "Messtechnik"

Examination(s)

Written examination
Module examination | Examination time: 150 min | Weighting: 100%
in "Messtechnik"

Form of teaching
Elektrische Maschinen:
  • Vorlesung
  • Übung
  • Praktikum
Messtechnik:
  • Vorlesung
  • Praktikum
Media type
No information
Instruction content/structure
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:
  • 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
  • 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
    • Messdatenerfassung
    • Dehnungsmessstreifen
    • Temperaturmessung
    • Leistungsmessung
Qualification objectives
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;
  • erlangen Kennnisse über die Drehzahlstellmöglichkeiten rotierender elektrischer Maschinen, deren Einsatzgebiete sowie deren Vor- und Nachteile;
  • erschließen sich Zusammenhänge zwischen den elektrischen und mechanischen Betriebsgrößen elektrischer Maschinen;
  • erwerben die Fähigkeit, aus den Bemessungsdaten bzw. aus der Prüfung einer Maschine wesentliche Parameter und Betriebscharakteristiken abzuleiten;
  • erlangen grundlegende Kenntnisse über die Komponenten elektrischer Antriebe und deren Zusammenwirken.
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,
  • beherrschen die technisch und wirtschaftlich optimalen Messverfahren und Sensoriken bei entsprechender Prozessanalyse, auch unter Einbeziehung von Aufgaben der technischen Diagnose,
  • erlangen Kenntnisse zur messtechnische Projektierung von Prüfständen und Versuchanlagen,
  • sind befähigt Methoden der computergestützten Messdatenerfassung, -verarbeitung, -auswertung und -präsentation anzuwenden.
Social and personal skills
No information
Special admission requirements
No information
Recommended prerequisites
  • Mathematik
  • Physik
  • Elektrotechnik
  • Vorlesung "Grundlagen Elektrotechnik"
  • komplexe Rechnung
Continuation options
No information
Literature
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:
  • 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
Current teaching resources

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau

Notes
No information