Modul Elektrische Maschinen und Antriebe

Code:	275400
Modul:	Elektrische Maschinen und Antriebe
Module title:	Electrical Machines
Version:	1.0 (02/2021)
letzte Änderung:	19.02.2024
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr.-Ing. Kühne, Stephan st.kuehne@hszg.de

angeboten in den 8 Studiengängen:	Elektrische Energiesysteme (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021
	Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021
	Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024
	Elektrische Energiesysteme KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021
	Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021
	Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024
	Elektrotechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2024
	Elektrotechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2024

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	davon
	105	60 Vor- und Nachbereitung LV	45 Vorbereitung Prüfung	0 Sonstiges

Lehr- und Lernformen:	Die Vermittlung des Fachwissens erfolgt in Form von Vorlesungen. Zur Vertiefung des Wissens dienen begleitende Seminare und Übungen.



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

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Lerninhalt:

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 Drehmomentenbildung, Klossche Beziehung, Drehzahlstellmöglichkeiten, Anlauf und Bremsen Synchronmaschine in 2-Achsendarstellung, nichtstationärer Betrieb der Synchronmaschine

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Nach einem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollen die Studierenden die folgenden Fachkompetenzen erworben haben: Faktenwissen und Fachkenntnisse, Erkennen und Nutzen fachübergreifender Zusammenhänge), fachbezogene Methodenkompetenz: Kennen, Beherrschen und Anwenden fachspezifischer Methoden, Anwendung mathematischer Grundlagen, Fähigkeit zum Entwurf und der Analyse einfacher Systemzusammenhänge bei elektrischen Maschinen, Anwenden von Grundlagenwissen der Elektrotechnik, Lösung einfacher antriebstechnische Probleme, Fähigkeit zur einfachen Projktierung elektrischer Antriebssysteme
Fachübergreifende Kompetenzen:	Nach einem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollen die Studierenden die folgenden fachübergreifenden Kompetenzen erworben haben: - Verbesserung des technischen Sachverstands und des technischen Allgemeinwissens - Fähigkeit der Anwendung und Übertragung von mathematischem und physikalischem Grundlagenwissen auf technische und praxisrelevante Anwendungen - Förderung der Fähigkeit des Umgangs mit Anwenderprogrammen/Anwendertools zu mathematischen Berechnungen, zur Modellierung und Simulation, zur Projektierung und Konstruktion - Entwicklung zur Umsetzung kreativer und unkonventioneller Ansätze bei der Lösung mathematischer und technischer Aufgabenstellungen - Offenheit für neue und ungewohnte Ansätze, Verfahren und Herangehensweisen - Befähigung zur arbeitsteiligen Teamarbeit unter Vorgabe fachlicher Einzelverantwortung - interdisziplinäres Herangehensweise in Bezug auf Ökologie, Materialeinsparung, CO2-Reduktion, Resourcenschonung - erworbenes theoretisches Wissen systemisch und systematisch auf praxisrelevante Themen anzuwenden - Verbesserung der Methoden und der Fähigkeiten des wissenschaftlichen Arbeitens und der wissenschaftlichen Recherche in den verschiedensten Medien (Literatur, Internet, ...) - Verbesserung der Fähigkeit zum selbständigen und eigenständigen Wissenserwerb und der eigenverantwortlichen Wissensaneignung (Selbststudium, Eigenrecherche, ...) - Fähigkeit zur Bewertung der Effizienz und Leistungsfähigkeit technischer Systeme mit den unterschiedlichsten Nutzergruppen (Entwickler, Anwender, ...) - Verbindung von ökologische und ökonomische Sichtweisen in die Bewertung technischer Lösungen - Schaffung eines Ausgleichs zwischen Ökologie und Ökonomie - Fähigkeit zur Einordnung spezieller technischer Sachverhalte in übergreifende technische und gesellschaftliche Gesamtkonzepte (Energiesparen, Materialverbrauch/ Resourcen-schonung, CO2-Einsparung, Klimaneutralität, ...) - Motivierung für eine nachhaltigen und ökologische Arbeits- und Lebensweise - Entwicklung einer ökologischen Verantwortung im Ingenieurberuf 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:	Mathematik I, Mathematik II, Mathematik III, Grundlagen der Elektrotechnik I, Grundlagen der Elektrotechnik II Kenntnisse auf dem Gebiet der Werkstofftechnik insbesondere der Magnetwerkstoffe Modul Elektronik

Literatur:

Vogel, Johannes: Elektrische Antriebstechnik, 6. Überarbeitete Aufl., Heidelberg: Hüthig-Verlag, 1998; Fischer, Rolf: Elektrische Maschinen, 16. neu bearbeitete Aufl., München: Hanser-Fachbuchverlag, 2013; Müller, Germar: Elektrische Maschinen, 7. bearbeitete Aufl. Berlin: Verlag Technik, 1988 Riefenstahl, Ulrich: Elektrische Antriebssysteme - Grundlagen, Komponenten, Regelverfahren, Bewegungssteuerung mit 75 Beispielen, 4. durchgesehene und korrigierte Auflage, Springer Vieweg (Verlag), 2022