Aktorik
MST2.AKT
P231-0017
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Deutsch
Klausur 90 min.
MST2.AKT
Mechatronik/Sensortechnik
6
Pflichtfach
MST2.AKT
Mechatronik/Sensortechnik
6
Pflichtfach
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Stunden/ECTS Punkt). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
MST2.ELT
Elektrotechnik
MST2.TMM
Technische Mechanik und Maschinendynamik
Prof. Dr.-Ing. John Heppe
jhp
Prof. Dr.-Ing. Jochen Gessat
jog
Fachbezogen:
Die Studierenden sind in der Lage, den prinzipiellen Aufbau von Antriebssystemen bestehend aus Stellgliedern, Aktoren, Sensoren und Regeleinrichtungen zu erklären.
Die Studierenden können aus Bewegungsprofilen Systemanforderungen an der mechanischen Schnittstelle von Aktoren ermitteln (Drehmoment, Drehzahl, Kraft, Geschwindigkeit).
Die Studierenden können die grundlegende physikalischen Prinzipien für Gleichstrommaschinen erklären und darauf basierend die Kennfeldgleichungen herleiten.
Die Studierenden verstehen Datenblattangaben und Kennlinien von Aktoren und können Auslegungsfragestellungen durchführen.
Basierend auf den erworbenen Kenntnissen können die Studierenden das statische Verhalten von Aktoren mathematisch beschreiben. Sie sind fähig, die Grenzen eines mathematischen Antriebsmodells aufzuzeigen.
Während der Bedienung eines Motorprüfstandes im Versuchsfeld
sind die Studierenden in der Lage, Kennlinien eins Asynchronmotors aufzunehmen und zu bewerten.
Die Studierenden können logische Steuerungen insbesondere mit pneumatischen Aktoren entwerfen und praktisch in Betrieb nehmen.
Die Studierenden sind in der Lage, ein thermisches Ersatzschaltbild eines Motors zur Abschätzung von Belastungsgrenzen im Dauer-, Zyklus- und Kurzzeitbetrieb aufzubauen.
Nicht fachbezogen (z.B. Teamarbeit, Präsentation, Projektmanagement, etc.):
In Vorlesungen und Übungen werden die Studierenden zu einer aktiven Beteiligung am Unterricht angeregt, indem ihnen Fragen gestellt werden.
Im Rahmen von Demonstrationsübungen (Asynchronmotor, pneumatische Schaltungen) wird kleineren Gruppen von Studierenden ein Problem dargestellt, das gemeinsam mit einem Betreuer gelöst wird (Teamarbeit, Präsentation)
- Aktoren als Komponenten mechatronischer Systeme.
- Vermittlung der Kenntnisse zur Bewegungserzeugung aufgrund verschiedenster physikalischer Effekte sowie deren phänomenologische Beschreibung und mathematische Analyse.
- Bauteile und Bauformen der verschiedenen Aktoren.
- Charakterisierung der verschiedenen Aktoren mittels Kennlinien.
- Anwendungen, Auswahl und Dimensionierung.
Woche 1:Einführung in das Themengebiet:
Definitionen, Übersicht Aktoren, Betriebszustände, Energiespeicher
Woche 2: Allg. mechanische Systemanforderungen:
Übertragungselemente: Leistungsbilanz, Drehzahlanpassung
Woche 3: Mechanische Systemanforderungen an der Aktorwelle:
Umrechnung auf einen Bezugspunkt
Woche 4: Einführung elektro-mechanische. Aktoren:
Historie, Betriebsarten, Normung und Angaben, physikalische Prinzipien, Magnete, Einordungsmöglichkeiten und Beispiele
Woche 5:Modell eines idealisierten Linearmotors
Physikalisches Prinzip und Ableitung der Kennfeldgleichung
Woche 6: DC Motoren 1
Motordaten, Betriebsbereiche und Kennlinien; Auswahlverfahren
Woche 7/8: DC Motoren 2
Motormodell / Thermisches Verhalten
Woche 9/10: Bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC), elektr. Kommutierung, Schrittmotoren:
Motordaten, Betriebsbereiche und Kennlinien; Auswahlverfahren
Woche 11/12: AC Motoren: Einphasen AC-Motoren (Universalmotor, Kondensatormotor), Dreiphasen AC Motoren (PMSM, ASM)
Motordaten, Betriebsbereiche und Kennlinien; Auswahlverfahren
Woche 13: Praktischer Versuch ASM Kennlinienmessung
elektrohydraulische Antriebseinheit zur Messung der Drehzahl/Drehmoment-Kennlinie eines ASM
Woche 14: Fluidische Aktoren – Pneumatik (im praktischen Versuch):
UND/ODER Verknüpfung, Endlagenabfrage von Zylindern und Selbsthalteschaltung, Modellbildung
Woche 15: Aktoren mit speziellen Effekten und thermisch initiierte Aktoren
Piezoelektrische Aktoren, Magnetostriktive Aktoren, Elektrochemische Aktoren, Thermisch initiierte Aktorelemente: physikalische Prinzipien, Kennlinien
Prüfungskriterien, Klausurvorbereitung, Klausurvorrechnung und Diskussion
Vorleseung mit Powerpoint-Präsentation, praktische Versuche, Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben in gedruckter Form,
Herstellerkataloge und Datenblätter
Aktoren Allgemein
W. Roddeck, Einführung in die Mechatronik, Teubner Verlag
P.A.Tipler, Physik, Spektrum Verlag
H. Janocha (Hrsg.), Aktoren, Springer Verlag
B. Heimann, W. Gerth, K. Popp, Mechatronik, Hanser Lehrbuch
Pneumatik
W. Deppert, K. Stoll, Pneumatische Steuerungen, Vogel Fachbuch
P. Croser, F. Ebel, Pneumatik, (Fa. Festo Didactic), Springer 1997
Elektromotoren
H. D. Stölting, E. Kallenbach, Handbuch Elektrische Kleinantriebe, Hanser Verlag 2001
E. Hering, R. Marin et al, Elektrotechnik und Elektronik für Maschinenbauer, VDI Verlag 2011
G. Fehmel et al, Elektrische Maschinen, Vogel Fachbuch 1996
R. Hagl, Elektrische Antriebstechnik, Hanser, ISBN 978-3-446-43350-2
Fri Mar 29 15:22:57 CET 2024, CKEY=m3MST2.AKT, BKEY=mst3, CID=[?], LANGUAGE=de, DATE=29.03.2024