Modul Elektrische Maschinen

Code:	231050
Modul:	Elektrische Maschinen
Module title:	Electrical Machines
Version:	2.0 (03/2017)
letzte Änderung:	19.12.2023
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr.-Ing. Kühne, Stephan st.kuehne@hszg.de

angeboten in den 9 Studiengängen:	Automatisierung und Mechatronik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Automatisierung und Mechatronik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
	Automatisierung und Mechatronik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Automatisierung und Mechatronik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
	Elektrische Energiesysteme (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Elektrische Energiesysteme (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021
	Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
	Elektrische Energiesysteme KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018

Modul läuft im:	SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:	Bachelor/Diplom
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Pflichtmodul
Lehrort:	Zittau
Lehrsprache:	Deutsch

Workload* in

SWS **

(Teil/)Semester

Zeit- std.

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*	Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**	eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h	Angabe gesamt
	105

Lehr- und Lernformen:	Die Vermittlung des Fachwissens und Kompetenzen erfolgt in erster Linie in Form von Vorlesungen. Diese werden überwiegend in Präsenz angeboten. Zusätzlich gehören einige On-Line-Veranstaltungen zum Modulinhalt. Es erfolgt eine Ergänzung durch einige Lehrvideos. Zur Vertiefung des Wissens dienen begleitende Seminare und Übungen.

Hinweise:

Es erfolgt eine intensive/starke Nutzung bzw. Einbindung der Lernplattform OPAL des Bildungsportals Sachsen - Bereitstellung zahlreicher Informationen über dieses Portal.



Prüfung(en)
Prüfungen	Prüfungsleistung als Laborarbeit (PL)	-	20.0%
	Prüfungsleistung als Klausur (PK)	120 min	80.0%

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Lerninhalt:

Behandlung der wichtigsten elektrischen Maschinen - Transformator, Gleichstrommaschine, Drehstrom-Asynchronmaschine und Synchronmaschine, weitere ausgewählte Maschinen (Kleinantriebe, Schrittmotor) Transformator Wirkungsweise und Betriebsverhalten des Einphasentransformators (Ausführungsformen, Analytische Behandlung, Leerlauf- und Kurzschlussversuch Betriebsverhalten am starren Netz) Wirkungsweise und Betriebsverhalten des Dreiphasentransformators (Ausführungsformen und Schaltgruppen, Wirkungsweise bei symmetrischen Bedingungen, analytische Beschreibung unter symmetrischen Bedingungen) Gleichstrommaschine (Luftspaltfeld, Spannungsinduktion, Drehmoment und Kommutierung, analytische Beschreibung und Ersatzschaltbild der fremderregten Gleichstromnebenschlussmaschine, Betriebsverhalten der Reihenschlussmaschine, Betriebsverhalten des Generators bei konstanter Drehzahl, Betriebsverhalten des selbsterregten Generators, Möglichkeiten der Drehzahlstellung, Anlassen, Bremsen Dreiphasen- Drehstromasynchronmaschine Aufbau und Wirkungsweise, Ersatzschaltbild, Ortskurve des Statorstromes, Drehmomentenbildung, Klossche Beziehung, Drehzahlstellmöglichkeiten, Anlauf und Bremsen Dreiphasen- Synchronmaschine Aufbau und Wirkungsweise Möglichkeiten der Erregung, Vollpol- und Schenkelpolmaschine, Ersatzschaltbild, Ortskurve des Statorstromes (Vollpol- und Schenkelpolmaschine), Synchronmaschinen im Netzbetrieb Drehmomentbildung, Klossche Beziehung, Drehzahlstellmöglichkeiten, Anlauf und Bremsen Synchronmaschine in 2-Achsendarstellung, nichtstationärer Betrieb der Synchronmaschine Kleinantrieb - Universalmotor und Spaltpolmotor

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Nach einem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollen die Studierenden die folgenden Fachkompetenzen erworben haben: Förderung und Entwicklung des technischen Sachverstandes und des technischen Vorstellungsvermögens, Aneignung von Faktenwissen und Fachkenntnisse auf dem Gebiet der elektrischen Maschinen, Fähigkeit der Berechnung und einfachen Auslegung elektrischer Maschinen, Erkennen und Nutzen fachübergreifender Zusammenhänge - schonender Umgang mit Energie- und Materialressourcen, fachbezogene Methodenkompetenz, Kennen, Beherrschen und Anwenden fachspezifischer Methoden - Berechnungsmethoden, Linearisierung/Vereinfachung komplizierter nichtlinearer Zusammenhänge, Anwendung mathematischer Grundlagen, Fähigkeit zum Entwurf und der Analyse einfacher Systemzusammenhänge bei elektrischen Maschinen, praktisches Anwenden von vorab erworbenen Grundlagenwissen der Elektrotechnik
Fachübergreifende Kompetenzen:	Nach einem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollen die Studierenden die folgenden fachübergreifenden Kompetenzen erworben haben: Kennen, Beherrschen und Anwenden von Methoden, die fachunabhängig von Bedeutung für Ingenieure sind (Entscheidungstechniken, Beratungskompetenz); Sozialkompetenz: Kooperationsfähigkeit, Konfliktlösungskompetenz (Arbeit in Lerngruppen) ; Personalkompetenz: Zielorientierung, Leistungsbereitschaft, Selbstmotivation, Sozialkompetenz (Durchführung des Praktikums in Versuchsgruppen), Umgang mit modernen Softwaretools (MATHCAD), Entwicklung einer analytischen Herangehensweise bei der Lösung technischer Problemstellungen. nachfolgende Kompetenzen entsprechend der Taxonomie nach Bloom sollen erworben werden: 1. Wissen bestehende/vorhandene Fakten, Muster, Inhalte und Ideen unverändert abrufen und wiedergeben, bestehende und vorhandene Begriffe, Regeln, Merkmale, Definitionen abrufen und wiedergeben einfache, elementare Automatismen, Prozesse und Fertigkeiten ausführen 2. Verstehen bestehende/vorhandene Informationen, Fakten, Formeln, Definitionen, Bedeutungen erklären, selbständig Beispiele anführen, Zusammenhänge erklären, eigenständig Gründe und Ursachen ableiten und verdeutlichen 3. Anwenden weitergehende Informationen, Konzepte, Methoden, Theorien in neue Situationen umsetzen bisher nicht bekannte bzw. bearbeitete Probleme durch vorhandenes Wissen und oder/notwendige Kompetenzen lösen 4. Analysieren Aufbau, Muster, Struktur, Einzelheiten erkennen versteckte Bedeutungen ermitteln Widersprüche und Zusammenhänge untersuchen Inhalte in Teile zerlegen bzw. einzelne Komponenten gliedern Beziehungen zwischen unterschiedlichen Sachverhalten herstellen 5. Bewerten verschiedenen Meinungen, Fakten, Situationen und Ideen reflektieren und prüfen und dazu Stellung nehmen Sachverhalte abwägend und kritikgeleitet und perspektivbezogen prüfen und argumentieren Prozesse, Produkte und Leistungen wertschätzen und rückmelden 6. Entwickeln/Evaluieren aus allen Ideen neue Ansätze, Inhalte und Dinge erarbeiten Wissen aus verschiedenen Perspektiven weiterentwickeln Hypothesen und Prognosen entwickeln auf neuem Wissen und Ideen aufbauende Techniken Produkte und Denkstrukturen erarbeiten

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	keine
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	abgeschlossene Module Mathematik I, Mathematik II, Mathematik III (alt), bzw. Ingenieurmathematik I und Ingenieurmathematik II (neu) Grundlagen der Elektrotechnik - Stationäre Vorgänge, Grundlagen der Elektrotechnik - Zeitabhängige Vorgänge Kenntnisse auf dem Gebiet der Werkstofftechnik insbesondere der Magnetwerkstoffe gewisse Kenntnisse (Grundlagenwissen) auf dem Gebiet der Leistungs- und Signalelektronik

Literatur:

Vogel, Johannes: Elektrische Antriebstechnik, 6. Überarbeitete Aufl., Heidelberg: Hüthig-Verlag, 1998; Fischer, Rolf: Elektrische Maschinen, 18. neu bearbeitete Aufl., München: Hanser-Fachbuchverlag, 12/2021; Müller, Germar: Elektrische Maschinen, 7. bearbeitete Aufl. Berlin: Verlag Technik, 1988 Kremser, Andreas: Elektrische Maschinen, 5. aktualisierte und erweiterte Auflage, Berlin: Springer-Verlag, 2016