Doppeltgespeister Asynchrongenerator (DG)
Bestandteil dieses Versuches ist die Untersuchung eines Drehstrom-Asynchrongenerators, dessen Rotorwicklung über Schleifringe von einen Umrichter gespeist wird. Durch die Einspeisung amplituden- und frequenzvariabler Ströme in den Läuferkreis kann die Asynchronmaschine abhängig von der Umrichterauslegung in einem relativ großen Drehzahlbereich effizient betrieben werden.
Mittels einer Gleichstrommaschine als Last werden in diesem Versuch die verschiedenen Kennlinien sowohl im motorischen als auch im generatorischen Bereich aufgenommen und der Einfluss der Umrichtersteuerung auf das Betriebsverhalten untersucht.
In diesem Versuch sollen unter anderem
der vergleichende Betrieb als Kurzschlussläufer,die rotor- und statorseitigen Leistungsflüsse bei veränderlicher Drehzahl mit Umrichter undder Einfluss der Läuferspannungen und Ströme sowie deren Frequenz auf die Leistungsflüsse
analysiert und dargestellt werden.
Drehstrom-Induktionsmotor mit Käfigläufer am Pulsumrichter (KU)
Dieser Versuch zeigt den industriell weit verbreiten drehzahlvariablen Antrieb eines Käfigläufers am Frequenzumrichter. Durch die einfache Vorgabe der Frequenz am Umrichter mit der Benutzerschnittstelle lassen sich die typischen Kennlinien des Antriebs im Grunddrehzahlbereich und im Feldschwächbereich untersuchen.
Ermittelt werden sollen unter anderem:
- die Spannungs-Frequenz-Kurven
- die Drehmoment-Drehzahl-Kurven für den Grunddrehzahlbereich und für den Feldschwächbereich
- die Spannungs- und Stromform in den Ständersträngen am Frequenzumrichter (Pulsweitenmodulation)
- die Schlupfkompensation
Elektronisch kommutierte Motoren (EC)
In diesem Versuch wird der Betrieb eines EC-Motors untersucht. Bei EC-Motoren handelt es sich um elektronisch kommutierte Gleichstrommaschinen, deren Läuferlage mittels eines Rotorlagegebers ermittelt und von einer Steuerelektronik ausgewertet wird. Diese Steuerelektronik schaltet die Ankerwicklung/en mit Hilfe von Leistungshalbleitern zu gewünschten Zeitpunkten ein und aus.
Themen des Laborversuchs sind:
- Aufbau, Wirkprinzip und Ansteuerung des EC-Motors
- Entwickeln der Ansteuerlogik des EC-Motors
- Betrieb mit ungeregelter TTL-Schaltung und geregelter Elektronik
- Aufnahme der Zeitverläufe des Motorstroms im Betrieb und im Anlauf
Feldorientierte Regelung (FOR)
Im Versuch wird die feldorientierte Regelung einer Asynchronmaschine (Induktionsmaschine) betrachtet. Die feldorientierte Regelung ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur Regelung dreiphasiger Maschinen. Im Rahmen des Labors wird ein Einblick gegeben, welche regelungstechnischen Vorteile das Verfahren bietet, was Feldorientierung bedeutet und wie eine Maschine feldorientiert beschrieben werden kann. Zusätzlich wird die Regelungsstruktur erklärt. In der Durchführung wird ein Einblick gegeben, wie eine Regelung auf einem Echtzeitsystem implementiert werden kann. Abgerundet wird der Versuch durch eine praktische Erprobung der Regelung sowohl mit Drehzahlsprüngen als auch mit Lastsprüngen.
Gleichstrom-Reihenschlussmotor am Gleichstrom-Pulswandler (RC)
Dieser Versuch soll das Verhalten einer Reihenschlussgleichstrommaschine an einem Chopper demonstrieren. Im Gegensatz zur Versorgung aus einem näherungsweise idealen Gleichstromnetz wird die Maschine mit einem deutlich oberschwingungsbehafteten Gleichstrom gespeist.
Ermittelt werden sollen unter anderem
- die Welligkeit des Stromes,
- die mechanische Leistung und die elektrische Leistung,
- der Wirkungsgrad der Maschine
in verschiedenen Betriebspunkten. Die Messwerte werden in Kennlinien (z.B. Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien) dargestellt.
Permanentmagneterregte Synchronmaschine als Traktionsantrieb im Elektrofahrzeug (PMSM)
Ziel des Versuchs ist, den thematischen Bereich der Elektrotraktion mit besonderem Bezug auf die permanentmagneterregten Synchronmaschinen näher zu betrachten. Die zwei Schwerpunkte des Versuchs liegen dabei zum einen auf der Untersuchung der Eigenschaften und Besonderheiten der PMSM selbst und zum anderen auf der Anwendung der PMSM in einem modernen elektrischen Antriebsstrang.
Der Versuch betrachtet unter anderem:
- Messung von Maschinenparametern
- PMSM beim Umrichterbetrieb
- Wirkungsgradmessung
Permanentmagneterreger Servosynchronmotor (PS)
In diesem Laborversuch wird das Betriebsverhalten eines geschwindigkeits- und positionsgeregelten permanentmagneterregten Servosynchronmotors am Beispiel eines Wurfarms untersucht. Unter Vorgabe von Beschleuigungs-, Geschwindigkeits- und Wegprofilen werden kleine Bälle mit unterschiedlichen Massen und Materialeigenschaften abgeworfen und aufgefangen.
Der Einfluss auf das dynamische Verhalten der Regelung in Abhängigkeit von den Grenzen der Beschleunigung, der Verfahrgeschwindigkeit und der Verzögerung können ebenso praktisch untersucht werden wie der Einfluss von Wartezeiten zum Ausgleich mechanischer Ausgleichsvorgänge und Ungenauigkeiten bei der Initialisierung des Lagegebers.
Die Vorgabe unterschiedlicher Fahrprofile und Wurfhöhen zeigt anschaulich die Möglichkeiten und die Grenzen des geregelten Betriebs auf.
Schrittmotor (SM)
In diesem Versuch soll die Inbetriebnahme und Funktionsweise eines Schrittmotors erläutert werden. Hierfür muss eine Steuerung in Matlab/Simulink aufgebaut werden, welche mittels dSPACE den Hybridschrittmotor betreibt. Ein Lagegeber ermöglicht dabei die Auswertung der Position des Rotos über der Zeit. Die Steuerung soll sowohl für den Voll- als auch für den Halbschrittbetrieb umgesetzt werden.
Erläutert und ermittelt werden sollen unter anderem:
- das Einschwingverhalten des Motors bei den verschiedenen Betriebsverfahren,
- die Grenzfrequenz in Abhängigkeit des Gegenmomentes,
- das Selbsthaltemoment.
