professoren_webseiten:rebholz:maschinen
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- | ===== Übungsaufgaben | + | ===== Übungsaufgabe |
==== Vorwort / Randbedingungen ==== | ==== Vorwort / Randbedingungen ==== | ||
Die Übungsaufgabe ist eine Ergänzung zu unseren Laborübungen und betrachtet simulativ das Verhalten einer permanenterregten Gleichstrommaschine. Ihre Aufgabe besteht darin die Simulationen durchzuführen und in Form eines Laborberichts in Moodle bis zum Semesterende abzugeben. Ggf. besprechen wir einzelne Abschnitte zusammen in der Vorlesung. Falls Sie nicht weiterkommen sprechen Sie mich bitte während der Vorlesung an. \\ | Die Übungsaufgabe ist eine Ergänzung zu unseren Laborübungen und betrachtet simulativ das Verhalten einer permanenterregten Gleichstrommaschine. Ihre Aufgabe besteht darin die Simulationen durchzuführen und in Form eines Laborberichts in Moodle bis zum Semesterende abzugeben. Ggf. besprechen wir einzelne Abschnitte zusammen in der Vorlesung. Falls Sie nicht weiterkommen sprechen Sie mich bitte während der Vorlesung an. \\ | ||
- | Der Laborbericht kann als Bildergeschichte in Power-Point verfasst sein. Achten Sie aber darauf alle Grafiken zu erklären und vor allem die Ergebnisse zu interpretieren. Eine Abgabe reiner Bilder ohne Erklärung gilt als nicht bestanden. Weiterhin wir als Abgabeformat nur pdf akzeptier. | + | Der Laborbericht kann als Bildergeschichte in Power-Point verfasst sein. Achten Sie aber darauf alle Grafiken zu erklären und vor allem die Ergebnisse zu interpretieren. Eine Abgabe reiner Bilder ohne Erklärung gilt als nicht bestanden. Weiterhin wir als Abgabeformat nur pdf akzeptiert. |
<WRAP center round important 60%> | <WRAP center round important 60%> | ||
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Ich bin mir sicher, Sie konnten die vorangegangenen Fragen problemlos aus eigener Erfahrung heraus beantworten. Als Ingenieure versuchen wir natürlich die Beobachtungen mathematisch zu beschreiben um so das Verhalten für viele weitere Belastungsfälle vorherzusagen. \\ | Ich bin mir sicher, Sie konnten die vorangegangenen Fragen problemlos aus eigener Erfahrung heraus beantworten. Als Ingenieure versuchen wir natürlich die Beobachtungen mathematisch zu beschreiben um so das Verhalten für viele weitere Belastungsfälle vorherzusagen. \\ | ||
Bei der Auslegung eines elektrischen Antriebsstrangs spielt die Drehzahl- Drehmomentkennlinie n(M) eine entscheidende Rolle. Oder in Worte: Welche Drehzahl wird sich aufgrund des zu erbringenden Moments der Arbeitsmaschine einstellen. Die Kennlinie stellt also unsere Vorhersage über das Verhalten der Maschine bei äußerer Belastung dar -> genau das, was wir vorhaben ...\\ | Bei der Auslegung eines elektrischen Antriebsstrangs spielt die Drehzahl- Drehmomentkennlinie n(M) eine entscheidende Rolle. Oder in Worte: Welche Drehzahl wird sich aufgrund des zu erbringenden Moments der Arbeitsmaschine einstellen. Die Kennlinie stellt also unsere Vorhersage über das Verhalten der Maschine bei äußerer Belastung dar -> genau das, was wir vorhaben ...\\ | ||
- | Bei ungeregelten Maschinen, und davon gehen wir erstmal | + | Bei ungeregelten Maschinen, und davon gehen wir erstmals |
<WRAP center round todo 60%> | <WRAP center round todo 60%> | ||
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* Beobachten Sie die Stromaufnahme in Abhängigkeit es Lastmoments | * Beobachten Sie die Stromaufnahme in Abhängigkeit es Lastmoments | ||
- | Alle Parameter | + | Alle Größen |
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mit dem gegebenen Datenblatt direkt vergleichen. | mit dem gegebenen Datenblatt direkt vergleichen. | ||
<WRAP center round todo 60%> | <WRAP center round todo 60%> | ||
- | **Aufgabe 2a**\\ | + | **Aufgabe 2a)**\\ |
* Wählen Sie bei Dunkermotoren einen bürstenbehafteten Gleichstrommotor aus mit einer Leistung, welcher Ihren drei letzten Ziffern der Matrikelnummer am nächsten kommt. Beispiel: Ihre Matrikelnummer lautet 123**456** -> Gewünschte Leistung 456W -> Verfügbarer Motor mit 370W, GR80X40, 60V | * Wählen Sie bei Dunkermotoren einen bürstenbehafteten Gleichstrommotor aus mit einer Leistung, welcher Ihren drei letzten Ziffern der Matrikelnummer am nächsten kommt. Beispiel: Ihre Matrikelnummer lautet 123**456** -> Gewünschte Leistung 456W -> Verfügbarer Motor mit 370W, GR80X40, 60V | ||
* Skizzieren Sie die n(M) Kennlinie mit Hilfe des Datenblatts | * Skizzieren Sie die n(M) Kennlinie mit Hilfe des Datenblatts | ||
Zeile 126: | Zeile 126: | ||
Variante 2: Sie automatisieren den Testablauf mit Hilfe einer zeitabhängigen Laständerung, | Variante 2: Sie automatisieren den Testablauf mit Hilfe einer zeitabhängigen Laständerung, | ||
<WRAP center round todo 60%> | <WRAP center round todo 60%> | ||
- | **Aufgabe 2b**\\ | + | **Aufgabe 2b)**\\ |
Erstellen Sie die Kennlinien n(M) und I(M) (Stromaufnahme in Abhängigkeit vom Motormoment) für Ihren Motor. Achten Sie darauf alle drei Quadranten zu durchfahren! Vergleichen Sie das Ergebnis mit Ihrer Prognose aus Aufgabe 1c). Ordnen Sie erneut allen Quadranten Belastungsfälle zu. | Erstellen Sie die Kennlinien n(M) und I(M) (Stromaufnahme in Abhängigkeit vom Motormoment) für Ihren Motor. Achten Sie darauf alle drei Quadranten zu durchfahren! Vergleichen Sie das Ergebnis mit Ihrer Prognose aus Aufgabe 1c). Ordnen Sie erneut allen Quadranten Belastungsfälle zu. | ||
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<WRAP center round todo 60%> | <WRAP center round todo 60%> | ||
- | **Aufgabe 2c**\\ | + | **Aufgabe 2c)**\\ |
Erstellen Sie eine Kurvenschar an n(M) Kennlinien in Abhängigkeit der Versorgungsspannung des Motors. | Erstellen Sie eine Kurvenschar an n(M) Kennlinien in Abhängigkeit der Versorgungsspannung des Motors. | ||
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+ | /* | ||
==== Aufgabe 3: Hochlaufzeit ==== | ==== Aufgabe 3: Hochlaufzeit ==== | ||
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{{ : | {{ : | ||
- | Bei konstantem äußeren und erzeugten Moment vereinfachte | + | Meist lässt |
+ | Die Integration erfolgt dann in mehreren Teilabschnitten. In unserem Beispiel ist eine Stützstelle ausreichend, | ||
<WRAP center round todo 60%> | <WRAP center round todo 60%> | ||
- | **Aufgabe 3a**\\ | + | **Aufgabe 3a)**\\ |
Simulieren sie die Hochlaufzeit Ihrer Arbeitsmaschine unter Bemessungsbedingungen (U = U< | Simulieren sie die Hochlaufzeit Ihrer Arbeitsmaschine unter Bemessungsbedingungen (U = U< | ||
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+ | */ | ||
- | ==== Aufgabe | + | ==== Aufgabe |
Bisher haben wir die elektrische Antriebsmaschine mit Hilfe der Versorgungsspannung und der äußeren Belastung beeinflusst, | Bisher haben wir die elektrische Antriebsmaschine mit Hilfe der Versorgungsspannung und der äußeren Belastung beeinflusst, | ||
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Viele Maschinen sind heute mit einer elektronischen Regeleinheit ausgestattet, | Viele Maschinen sind heute mit einer elektronischen Regeleinheit ausgestattet, | ||
- | Die letzte Teilaufgabe besteht darin für Ihren Motor eine Drehzahlregelung aufzubauen. Das Ziel ist es nicht die optimalen Regelparameter zu finden. | + | Die letzte Teilaufgabe besteht darin für Ihren Motor eine Drehzahlregelung aufzubauen. Das Ziel ist es nicht die optimalen Regelparameter zu finden. Sie können entweder einen bereitgestellten PID-Reglerbaustein aus der Matlab-Bibliothek verwenden oder mit Hilfe des Videos ihren eigenen |
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+ | {{youtube> | ||
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+ | Verifizieren Sie die Regelung indem Sie den Motor mit periodischen Lastsprüngen oder Soll- (Drehzahlsprünge) beaufschlagen. Stellen Sie die Soll- und Istgrößen grafisch gegenüber und machen Sie kenntlich ab wann der Regler in Begrenzung | ||
<WRAP center round todo 60%> | <WRAP center round todo 60%> | ||
- | **Aufgabe | + | **Aufgabe |
- | * Entwerfen Sie eine Drehzahlregelung | + | * Entwerfen Sie eine Drehzahlregelung und verifizieren/ |
- | * Was müssen Sie tun damit auch der Motorstrom | + | * In vielen Fällen ist es auch notwendig den Motorstrom |
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- | Tipp: Entwerfen Sie im ersten Schritt die Regler getrennt voneinander. Bremsen Sie zur Auslegung | + | Nachfolgende Videos zeigen eine Anwendung |
+ | {{youtube> | ||
+ | \\ | ||
+ | und der **Drehzahlregelung mit unterlagerter Stromregelung** mit einer kurzen Zusammenfassung der betrachteten Regelmöglichkeiten unserer Gleichstrommaschine. | ||
+ | {{youtube> | ||
+ | \\ | ||
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==== Abschluss ==== | ==== Abschluss ==== | ||
Zeile 192: | Zeile 205: | ||
- Wie sinnvoll fanden Sie die Übungsaufgaben: | - Wie sinnvoll fanden Sie die Übungsaufgaben: | ||
- Wie lange haben Sie zur Bearbeitung der Aufgaben benötigt (in Stunden) | - Wie lange haben Sie zur Bearbeitung der Aufgaben benötigt (in Stunden) | ||
+ | - Langfristig: | ||
- Was Ihnen sonst so einfällt zum Versuch .... | - Was Ihnen sonst so einfällt zum Versuch .... | ||
- | Zur ersten Übungsaufgabe soll es zukünftig auch einen praktischen Versuchsaufbau geben an dem Sie Ihre aufgebaute Regelung im realen Aufbau testen können. Dazu gibt es eine Reihe an Projekt- und Abschlussarbeiten. Falls Sie Interesse haben melden Sie sich bitte bei mir. | + | |
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professoren_webseiten/rebholz/maschinen.txt · Zuletzt geändert: 2024/01/22 14:07 von hrebholz