Me­cha­tro­nics & Elec­tri­cal Dri­ves

Modul
Module

Mechatronik und elektrische Antriebe
Mechatronics and Electrical Drives

Veranstaltungsnummer /
Course ID

L.048.92003

Koordinator /
Coordinator

Böcker, Joachim, Prof. Dr.-Ing.

Lehr- und Forschungseinheit /
Teaching Unit

Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik
Power Electronics and Electrical Drives

Typ /
Type

2 V / 2 Ü 
2 L / 2 E

Arbeitspensum / 
Workload

Präsenzphasen / Time of attendance:  60h
Selbststudium / Self-study:  120h
Ges. Arbeitspensum / Total workload:  180h

Leistungspunkte / 
Credits

6

Modulseite /
Module Homepage

http://wwwlea.upb.de

Zeitmodus /
Semester

Sommersemester
summer semester

Termine /
Dates

Due to a sabbatical, the lecture is offered the next time in summer term 2016

 

Kurzbeschreibung / Short Description

Der Kurs erklärt und definiert zunächst den Begriff der Mechatronik als interdisziplinäres Gebiet zwischen Elektrotechnik, Maschinenbau und Informationstechnik und zeigt verschiedenene Anwendungsbeispiele. Als ein typisches mechatronisches Beispiel wird das Magnetlager ausführlich be-handelt. Methodisch wird dabei mit Energieprinzipien gearbeitet. Als weitere mechatronische Beispiele werden der geschaltete Reluktanzmotor und der elektronisch kommutierten Gleichstrommotor besprochen.

The course first explains and defines the term mechatronics as interdisciplinary area between electrical and mechanical engineering and information technology. Various application examples are shown. As a typical example, the magnetic bearing is comprehensively discussed. As a method, energy principles are applied. Further mechatronic examples address the switched reluctance motor and the electronically commutated DC motor. 

Inhalt / Content

  • Einführung und Definition mechatronischer Systeme (Mechanik, Elektrotechnik, In-formationstechnik) 
  • Grundstruktur mechatronischer Systeme (Energie-, Material-, Informationsflüsse, Regelkreis) 
  • Modellierung mit Hilfe von Energieprinzipien (innere Energie, Ergänzungsenergie) 
  • Modellierung und Berechnung von magnetischen Kreisen (Felder, Reluktanz, Indukti-vität, Fluss, Durchflutung) 
  • Ferromagnetische und permanentmagnetische Materialien (Magnetisierungskennli-nie, Hysterese, Magnetisierungsverluste) 
  • Modellierung und Regelung eines mechatronischen Systems am Beispiel eines Magnetlagers 

  • Switched-Reluctance-Motor 
  • Gleichstrommotor 
  • Elektronisch kommutierter Gleichstrommotor 
  • Introduction and definition of mechatronic systems 
  • Basic structure of mechatronic systems (flow of energy, material and information, control loop) 
  • Modeling based on energy principles (internal energy, co-energy) 
  • Modeling and computation of magnetic circuits (field, reluctance, inductance, flux, MMF) 
  • Ferromagnetic and permanent magnet materials 
  • Modeling and control of a mechatronic system taking a magnetic bearing as an ex-ample 
  • Switched reluctance motor 
  • DC motor 
  • Brushless DC motor (characteristics, structure, modeling, power electronics, control) 

Lernergebnisse und Kompetenzen / Learning outcomes and competences

Fachkompetenz / Domain competence:

  • Verständnis von mechatronischen Systemen als das Zusammenwirken von elektro-magnetischen, mechanischen und informationsverarbeitenden Komponenten
  • Systemmodellierung auf der Basis von Energieprinzipien
  • Understanding of mechatronic systems as interacting electromagnetic, mechanic and information processing components
  • System modeling based on energy principles

Fachübergreifende Kompetenzen / Key qualifications:

  • Übertragung bekannter Prinzipien in andere Fachdisziplinen
  • Erweiterung des Abstraktionsvermögens
  • Funktionale Sichtweise
  • Application of known principles in different disciplines
  • Extension of the ability to abstract
  • Functional reflection

Methodische Umsetzung / Implementation

Ein Teil der Übungen wird als Rechnerübungen angeboten.
Parts of the course are organized as computer-based exercises.

Inhaltliche Voraussetzungen / Prerequisites

Bachelor-Kurs über die Grundlagen elektrischer Antriebe
Bachelor's course on basics of electrical drives

Kombinationshinweise - Überschneidungen / Overlapping modules

Keine / None

Prüfungsmodalitäten / Assessments

Prüfungsform wird zu Beginn des Semesters besprochen

Form of exam will be presented at the start of the course

Unterrichtssprache / Teaching Language

Englisch / English

Lernmaterialien, Literaturangaben / Teaching Material, Literature

Vorlesungsfolien und Skript, weitere Literaturempfehlungen werden in der Vorlesung bekannt gegeben.
Lecture notes, slides. Other literature will be given in the lecture.

Bemerkungen / Comments

Sie Veranstaltung wird voraussichtlich erst wieder im SS2016 angeboten.
The course will presumably take place again in SS2016.