LFU:online

In diesem Elektrotechnik-Experimentierkurs werden die Schüler mit einer Reihe von Themen im Zusammenhang mit Leistungselektronik und Motorantrieben vertraut gemacht, darunter Vollbrückenwechselrichter, Gleichstrommotoren, Induktionsmotoren und Permanentmagnetmotoren sowie deren Steuerung.

Während des gesamten Kurses werden die Schüler aktiv an praktischen Experimenten mit dem Sciamble-Bausatz teilnehmen. Bei diesen Experimenten werden elektrische Maschinen angeschlossen und Aufgaben durchgeführt, um praktische Einblicke in das Verhalten von Leistungselektroniksystemen und Motorantrieben zu gewinnen. Das Hauptziel des Kurses ist es, den Schülern eine solide Grundlage in elektrischen Maschinen und Antriebssystemen zu vermitteln.

Am Ende des Kurses verfügen die Teilnehmer über ein umfassendes Verständnis der Funktionen von leistungselektronischen Reglern, der wesentlichen Steuerungstechniken für Motorantriebe und der notwendigen Kenntnisse für den effektiven Betrieb von leistungselektronischen Systemen in der Praxis.

Schaltmodus DCDC-Wandler:

• Detaillierte Untersuchung des Schaltmodus-Wandlers
• Theoretischer Hintergrund und Simulation eines Schaltmodus-DC-Wandlers
• Überprüfung des Simulationsmodells in Echtzeit

Charakterisierung des Gleichstrommotors:

• Mathematische Modellierung eines Gleichstrommotors als elektrisches und mechanisches System
• Untersuchung der Beziehung zwischen Gegen-EMK, Geschwindigkeit, Strom und Drehmoment
• Essentiell für die Auslegung eines Steuerungssystems zur Regulierung von Motorgeschwindigkeit, Drehmoment oder Position

Drehzahlsteuerung des Gleichstrommotors:

• Simulation eines mathematischen Modells eines Permanentmagnet-Gleichstrommotors
• Aufrechterhaltung einer konstanten Motorgeschwindigkeit unter wechselnden Last- und Spannungsbedingungen
• Entwicklung eines geschlossenen Systems mit einem PI-Regler für eine präzise Geschwindigkeitssteuerung
• Echtzeit-Implementierung des Steuerungssystems an einem tatsächlichen Gleichstrommotor

Vierquadrantenbetrieb des Gleichstrommotors:

• Simulation und Echtzeitbetrieb eines Gleichstrommotors in allen vier Betriebsregionen
• Verwendung des in vorherigen Experimenten entwickelten Geschwindigkeits- und Stromregelungsmodells
• Drehmoment-Lastwinkel-Kennlinie und Geschwindigkeitssteuerung des 

Permanentmagnet-Wechselstrommotors:

• Untersuchung der Lastwinkelvariation in einem Permanentmagnet-Wechselstrommotor
• Charakterisierung des Drehmoment-Lastwinkel-Verhaltens des Motors
• Einführung in die geschlossene Geschwindigkeitsregelung mit hysteretischer Stromregelung

Bestimmung von Induktionsmotorparametern:

• Mathematische Modellierung eines 3-Phasen-Wechselstrom-Induktionsmotors als elektrisches und mechanisches System
• Bestimmung von elektrischen und mechanischen Parametern für die Auslegung des Motorsteuerungssystems
• Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie und Geschwindigkeitssteuerung des

Induktionsmotors:

• Messung der offenen Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie eines Induktionsmotors
• Beobachtung der abnehmenden Motorgeschwindigkeit bei zunehmendem Lastdrehmoment
• Messung der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie unter geschlossener Drehzahlsteuerung auf Basis von V/f"