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Aufgaben des Fachgebietes

Die Aufgaben des Fachgebietes "Elektrische Antriebe und Automatisierungstechnik" bestehen im wesentlichen in der Durchführung von Lehrveranstaltungen im Hauptstudium, in der Betreuung von Diplomarbeiten und in der Durchführung von Forschungsvorhaben.
Ziel der Lehrveranstaltungen, die von Demonstrationen direkt im Hörsaal oder im Labor unterstützt werden, ist es, den Studierenden Kenntnisse über antriebstechnische Komponenten und ihren Einsatz in der Industrie zu vermitteln. Die Bearbeitung der Antriebsfragen - von der Auswahl über die Zusammenstellung bis hin zur Inbetriebnahme - ist Gegenstand der praxisnahen Ausbildung.
Das Laborpraktikum soll zusätzlich in die speziellen Meßmethoden der modernen Antriebstechnik mit Stromrichtern einführen. Für die Vorlesungsveranstaltungen und Laboratorien liegen Skripte für die Studierenden bereit.

 

Diplomarbeiten

Seit 1980 rund 400 Diplomarbeiten mit den Schwerpunkten auf den Gebieten:

●  Drehzahlveränderbare Antriebe mit Stromrichtern
     -  Drehstromantriebe/Servoantriebe mit U-Umrichtern
     -  Gleichstromantriebe mit Stromrichtern
●  Netzrückwirkungen, EMV und Energierückspeisung
●  Antriebsvernetzung - Bussysteme
●  Kleinmaschinen (Stromwender und Drehfeld)
●  Didaktik der elektrischen Antriebe
●  Entwicklung, Erprobung und Einsatz von Lern- und Simulationssoftware für
     das computerunterstützte Lehren und Lernen (CBT)

 

Einführung in das Studium (2 LVS nach Absprache):

Studium und Schule unterscheiden sich in den Lernzielen und Lernformen, sowie Verhaltensweisen. Lebenslanges Lernen ist heute wichtig. Dazu helfen Kenntnisse über moderne und alte Lerntechniken. Prüfungsvorbereitung, Durchführung und das Bewerten der Ergebnisse sind wichtige Punkte. Teamarbeit und soziale Kontakte sind wichtige Methoden. Verhalten bei Mißerfolgen muß besprochen werden.

 

Elektrische Maschinen und Antriebe (14 LVS):

Aufbau, Wirkungsweise und Schaltungen von Transformatoren, Gleichstrom-, Asynchron- und Synchronmaschinen. Systemübergreifende Betrachtung des Betriebsverhaltens der einzelnen Maschinen in unterschiedlichen Antrieben und Darstellung der praktischen Anwendungen. Das Zusammenwirken mit Stromrichtern als Antriebssystem wird besonders herausgestellt.
Im Laboratorium: Teamarbeit, Ablaufplanung, Berichtserstellung, Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit elektrischen Maschinen.

Inhalt der Laborversuche:

●  Betriebsverhalten der Gleichstromnebenschlußmaschine
●  Betriebsverhalten der Gleichstrommaschine mit Stromrichterbetrieb
●  Untersuchung der Stromwendung und des Einflusses von Wendepolen
●  Wirkungsgradbestimmung nach dem indirekten Verfahren
●  Untersuchung des Betriebsverhaltens eines Drehstromtransformators
●  Dynamisches Betriebsverhalten des Transformators
●  Wechselstrom- und Gleichstromdrosseln
●  Untersuchung des Betriebsverhaltens eines Universalmotors
●  Betriebs- und Erwärmungsverhalten einer Drehstromasynchronmaschine
●  Untersuchung des dynamischen Verhaltens einer Drehstromasynchronmaschine
●  Anlaufverfahren der Drehstrom-Asynchronmaschine
●  Untersuchung des Betriebsverhaltens eine Vollpolsynchronmaschine am Netz
●  Grenzfallbetrachtung der Synchronmaschine im Netzbetrieb

 

Handhabungstechnik (12 LVS):

Teil 3 der von mehreren Fachgebieten betreuten vierteiligen Veranstaltung:

Aufbau, Wirkungsweise und Schaltungen von netzgeführten und selbstgeführten Stromrichtern im Zusammenwirken mit elektrischen Maschinen. Schrittmotorsteuerungen sowie elektronisch kommutierte Motoren. Systemübergreifende Betrachtung des Betriebsverhaltens der einzelnen Antriebe in unterschiedlichen Anwendungen der Automatisierungstechnik.
Im Laboratorium (ausschließlich im FG Elektrische Antriebe und Automatisierungstechnik):Teamarbeit, Ablaufplanung, Berichtserstellung, Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit elektrischen Antrieben.

Fachkenntnisse:
Anschluß und Inbetriebnahme von elektrischen Antrieben und Handhabungsmaschinen, Meßverfahren und Meßgeräte in der elektrischen Antriebstechnik

Inhalt der Laborversuche:

●  Betriebsverhalten der Gleichstromnebenschlußmaschine
●  Betriebsverhalten einer Drehstromasynchronmaschine mit Frequenzumrichter
●  Untersuchung des dynamischen Verhaltens einer Drehstromasynchronmaschine
●  Anlaufverfahren einer Drehstromasynchronmaschine
●  Untersuchung des Betriebsverhaltens eines Drehstromtransformators
●  Untersuchung eines dreiachsigen Positionierantriebes mit Schrittmotoren sowie das
     Betriebsverhalten der Schrittmotoren
●  Untersuchung des Betriebsverhaltens eines 4-Quadrantenantriebes
●  Betriebsverhalten und Parametrierung eines Drehstromasynchronmotors mit
     Frequenzumrichter
●  Bertriebsverhalten und Programmierung eines fünfachsigen Roboters

 

Methoden und Werkzeuge für ingenieurmäßiges Arbeiten (2 LVS, Wahlpflicht):

Die Aufgaben eines Ingenieurs im heutigen und noch viel mehr im zukünftigen Berufsleben sind sehr komplex. Zusätzlich wird die Forderung nach kurzer Bearbeitungszeit und hoher Qualität im weltweiten Wettbewerb der Unternehmen immer drängender. Unter diesen Randbedingungen ist es wichtig über hilfreiche Werkzeuge zu verfügen, die die Lösung der gestellten Aufgaben erleichtern und verbessern. Dies gilt insbesondere bei der Arbeit im Team -eine vor allem bei größeren Projekten unumgängliche Art der Aufgabenverteilung-, wo häufig unterschiedlichste Charaktere zur Zusammenarbeit aufgefordert sind. Aber auch der Einzelne kann seine Tätigkeit durch den Einsatz von geeigneten Arbeitsmethoden wesentlich effizienter gestalten.
In dieser Veranstaltung werden eine Reihe von Methoden anhand von konkreten Beispielen in seminaristischer Form erarbeitet. Im Einzelnen sind dies:

●  Teamarbeit - unabdingbar bei komplexer Problemstellung
●  Entscheidungsanalyse - erleichtert die Entscheidungsfindung und macht sie
     durchschaubarer
●  Projektmanagement - Planung von Anfang an
●  QFD - Qualität mit dem Kunden von Anfang an
●  FMEA - Fehlererkennung in der Planungsphase
●  KVP, Kaizen - Verbesserung ist ein ständiger Prozeß
●  Wertanalyse - Was kostet es
●  Dokumentation und Schutzrechte: einführende Hinweise

 

Kleinmaschinen (4 LVS, Wahlpflicht, Wahl):

Aufbau, Wirkungsweise und Schaltungen von Kleinmaschinen: Gleichstrom-, Asynchron- und Synchronmaschinen. Aufbau und Funktion von diskteten und integrierten Schaltungen zur Steuerung und Regelung kleiner elektrischer Maschinen. Systemübergreifende Betrachtung des Betriebsverhaltens der einzelnen Maschinen in unterschiedlichen, angepaßten Antrieben und Darstellung der praktischen Anwendungen.

Im Laboratorium:Teamarbeit, Ablaufplanung, Berichtserstellung, Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit elektrischen Antrieben. Anschluß und Inbetriebnahme von elektrischen Antrieben, Meßverfahren und Meßgeräte in der elektrischen Antriebstechnik

Inhalt der Untersuchung der Laborversuche:
●  Anlaufverhaltens von Hilfsstrang-Asynchronmaschinen
●  Anlaufverhalten von Klein-Asynchronmaschinen
●  Untersuchung des Betriebsverhaltens eines Universalmotors
●  Betriebsverhalten und Parametrierung eines Schrittmotorantriebes
●  Betriebsverhalten von Synchronmotoren mit Frequenzumrichter
●  Feldverlauf und Stromwendung beim permanenterregten Gleichstrommotoren
●  Bertriebsverhalten eines elektronisch kommutierten Motors
●  Positionieren mit verschiedenen Systemen

 

Servoantriebe

Aufbau und Wirkungsweise von Servomaschinen als Gleichstrom-, Asynchron- und Synchronmaschine. Systemübergreifende Betrachtung des Betriebsverhaltens der einzelnen Maschinen in unterschiedlichen Antrieben aus dem Servobereich. Darstellung der praktischen Anwendungen im Zusammenwirken mit Stromrichtern als Antriebssystem. Demonstrationsversuche und Bemessungsbeispiele.

 

Leistungselektronik (8 LVS, teilweise Wahlpflicht):

Grundlagen der Anwendung, Aufbau, Wirkungsweise und Schaltungen von netzgeführten, lastgeführten und selbstgeführten Stromrichtern im Zusammenwirken mit den verschiedenen elektrischen Maschinen. Elektronisch kommutierte Motoren mit Gebersystemen. Antriebsvernetzung mit verschiedenen Systemen. Systemübergreifende Betrachtung des Betriebsverhaltens der einzelnen Antriebe - Ein- bis Vier-Quadranten - in unterschiedlichen Anwendungen der Industrieantriebe und besonders der Automatisierungstechnik.

Einsatz der Leistungselektronik in anderen Gebieten, wie Chemie, Stahlverarbeitung, Übertragung usw.

Im Laboratorium: Teamarbeit, Ablaufplanung, Berichtserstellung, Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit Stromrichtern und elektrischen Maschinen. Anschluß und Inbetriebnahme von Stromrichtern und elektrischen Maschinen, Meßverfahren und Meßgeräte in der elektrischen Antriebs- und Stromrichtertechnik

Inhalt der Laborversuche:

●  Betriebsverhalten der Umrichter bei verschiedenen Steuerverfahren
●  Betriebsverhalten einer Drehstromasynchronmaschine mit Frequenzumrichter
●  Anlaufverfahren mit verschiedenen Stromrichtern und Drehstromasynchronmaschine
●  Drehstromsteller und Asynchronmaschine
●  Untersuchung des Betriebsverhaltens eines 4-Quadranten-Gleichstrom-Antriebes
●  Betriebsverhalten und Parametrierung eines Drehstromasynchronmotors mit
     Frequenzumrichter über eine serielle Schnittstelle
●  Selbstoptimierung der Stromrichterregler bei Gleich- und Drehstromantrieben
●  Regleroptimierung bei Positionierantrieben
●  Betriebsverhalten einer Gleichstrommaschine mit Stromrichter (z.B. ÜSTRA)
●  Betriebsverhalten einer Drehstromasynchronmaschine mit Frequenzumrichter
     (z.B. Stadtwerke Soltau)
●  Untersuchung des Einsatzes und des Verhaltens von Stromrichterantrieben

 

Arbeitsgebiete und Arbeitsschwerpunkte des Fachgebietes

Die Arbeitsschwerpunkte im Fachgebiet Elektrische Antriebe und Automatisierungstechnik liegen in den Bereichen:

●  Drehzahlveränderbare Antriebe mit Stromrichtern
    - Drehstromantriebe mit U-Umrichtern
    - Gleichstromantriebe mit netzgeführten Stromrichtern und Stellern
●  Drehstrom- und Gleichstromservoantriebe
●  Kleinmaschinen
●  Messungen an stromrichtergespeisten Antrieben, an Transformatoren und Drosseln
     (manuell und rechnergesteuert)
●  Bemessung und Entwurf von Stromrichtern und Maschinen
●  Didaktik der elektrischen Antriebe
●  Beratung und Gutachten zu Antriebs- und Gerätefragen
●  Entwicklung, Erprobung und Einsatz von Lern- und Simulationssoftware für das
     computerunterstützte Lehren und Lernen

 

Dienstleistungen

Fortbildungsveranstaltungen als Dienstleistung

●  Energietechnisches Kolloquium
●  Drehstromantriebstechnik
●  Drehzahlveränderbare Antriebe
●  Rechnergesteuerte Antriebe - Bussysteme
●  Meßverfahren in der Energietechnik/Antriebstechnik

 

Veröffentlichungen aus dem Fachgebiet

Zu den Untersuchungen im Fachgebiet "Elektrische Antriebe und Automatisierungstechnik" erschienen in den letzten Jahren ca. 170 Veröffentlichungen in Fachzeitschriften und in fünf Fachbüchern. Über die Entwick-lungen im Fachgebiet wurden Vorträge bei Firmen, Verbänden und an Hochschulen gehalten. Die Forschungsergebnisse aus dem Fachgebiet "Elektrische Antriebe und Automatisierungstechnik" wurden bei Tagungen des "Siemens-Anwenderkreises" (SAK), der SEFI und der "Internationalen Gesellschaft für Ingenieurpädagogik" (IGIP) vorgestellt. Im Rahmen der "Hannover Messe-Industrie" und der "Hannover Messe-CeBit" sowie der Bildungsmessen "Interschul 1995" und "Qualifikation 1994" war das Fachgebiet "Elektrische Antriebe und Automatisierungstechnik" in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet "Datenverarbeitung, Prozeßinformatik und Automatisierungstechnik" mit einer Vielzahl von Exponaten auf dem Stand der Niedersächsischen Hochschulen beteiligt.

 

Gutachten zu Antriebs- und Gerätefragen

Kooperationen mit Industriefirmen der Region und überregional

sowie mit Hochschulen in den Bundesländern, in Rumänien und der VR China   



Marcus Stochay 01.12.2010  
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