Workshop Elektrische Maschinen
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Workshop Elektrische Maschinen
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ulm
Institut für schnelle mechatronische Systeme (ISM), Hochschule Heilbronn – Campus Künzelsau, Reinhold-Würth-Hochschule
Der Elektromotor ist heute eine der zentralen Schlüsselkomponenten in der Automatisierungstechnik und in modernen Mobilitätskonzepten. Dabei hat sich eine Vielzahl von Motorausführungen für die verschiedensten Anwendungen entwickelt. Jede Ausführung hat ihre Berechtigung und es ist immer wieder von großer wirtschaftlicher und technischer Bedeutung, das richtige System für die eigene Applikation auszuwählen.
Zusätzlich erobern elektrische Antriebe neue Anwendungsgebiete, die Anforderungen hinsichtlich Werkstoffauswahl und -kosten, Effizienz und Robustheit stellen. Dieser Workshop stellt in Theorie und in praktischen Übungen die verschiedenen Motorkonzepte mit allen Vor- und Nachteilen gegenüber. Die Teilnehmer arbeiten in kleinen Gruppen an modernen Motorprüfplätzen, um die relevanten Effekte selbst nachzuweisen und zu messen.
Ziel der Weiterbildung
Dieser Workshop bietet die Gelegenheit, theoretisches Wissen wieder aufzufrischen und die elektrischen Maschinen am Motorprüfstand zu vermessen. Behandelt werden Asynchronmotor, Synchronmotor, Kommutatormotor, Schrittmotor und Reluktanzmaschine.
Nach dem Seminar kann der Teilnehmer die Vor- und Nachteile der verschiedenen Motorkonzepte benennen und berechnen. Der Teilnehmer kennt die messtechnische Erfassung relevanter Motorparameter und kann für eigene Applikationen die optimale Maschine inklusive Regelung und Leistungselektronik auswählen und bemessen.
Donnerstag, 17. und Freitag, 18. Juli 2025
9.00 bis 12.00 und 13.45 bis 17.00 Uhr
Theorie der Asynchronmaschine
- Aufbau der ASM
- Schaltungsarten
- Betriebsverhalten
- magnetische Durchflutung bei der ASM
- induzierter Läuferstrom
- Experimentalanordnungen von Asynchronmotoren
- analytische Modellbildung eines ASM-Zweistabläufers
- Simulation eines AS-Zweistabläufers
- analytische Modellbildung eines AS-Mehrstabläufers
- Rotorschrägung
- elektrisches Ersatzschaltbild der ASM
- FEM-Simulation einer ASM
- Messungen – Kurzschlusskäfig-Werkstoff-Einfluss
- Schleifringläufer
Versuche zur Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer
- Versuchsaufbau und Inbetriebnahme – Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer
Bestimmung der Motor-Kenngrößen
Stern-Schaltung – Belastungskennlinie des DASM
Dreieck-Schaltung – Belastungskennlinie des DASM
Drehmoment-Kennlinien – M = f(n) - Versuchsaufbau und Inbetriebnahme – Asynchrongenerator mit Kurzschlussläufer
Aufnahme der Messwerte des Drehstromasynchrongenerators
Leistungskennlinie – P = f(R) - Auswertung der Messergebnisse
Versuche zur Asynchronmaschine mit Schleifringläufer
- Versuchsaufbau und Inbetriebnahme – Asynchronmotor mit Schleifringläufer
Anlaufverhalten des Schleifringläufers
Betriebsverhalten des Schleifringläufers - Versuchsaufbau und Inbetriebnahme – Asynchrongenerator mit Schleifringläufer
Generator im Leerlauf
Generatorbetrieb bei UerrN und variabler Last
Generatorbetrieb bei konstanter Last und variabler Uerr - Auswertung der Messergebnisse
Theorie der Synchronmaschine
- Aufbau und Einsatz der SM
- Roebelstab
- analytische Betrachtung der SM: Funktion der SM
- Modellbildung der Synchron-Reluktanzmaschine: Betrieb der SM
- Betriebszustände der SM
- induzierte Spannung – Studie
- Synchron-Reluktanzmotor
- elektronisch kommutierter Motor
Versuche zur Synchronmaschine
- Elektrolehrmaschine – Versuchsaufbau und Inbetriebnahme – Drehfeld elektrisch erzeugt
Drehfeld mit Eisennadelrotor
Drehfeld mit Eisenscheibe und Aluminiumring
Drehfeld mit Zweipolrotor
Zweipolrotor mit Kurzschlussring - Drehstromgenerator – Versuchsaufbau und Inbetriebnahme
Trafoprinzip – AC-Spannung am Rotor
DC-Spannung am Rotor
Abhängigkeit der Klemmenspannung von der Drehzahl
Abhängigkeit der Klemmenspannung vom Erregerstrom
Betriebsverhalten im Stern- und Dreieckbetrieb - Drehstromsynchronmotor – Versuchsaufbau und Inbetriebnahme
Drehstromsynchronmotor – elektrisch erregt
Drehstromsynchronmotor – permanent erregt
BLDC-Motor – Servomotor
Multipol-Motor – permanent erregt
Multipol-BLDC-Motor
Theorie der Kommutatormaschine
- Einführung in die Kommutatormaschine: Aufbau der Kommutatormaschine
- Einsatz und Ersatzschaltbild der Kommutatormaschine
- Definitionen und Normen zur Kommutatormaschine
DIN EN 60034-8 (VDE 0530-8)
DIN EN 60617
Definitionen geometrischer Größen - Herleitung der Maschenspannungen einer Kommutatormaschine
- Wicklungsschemen einer Kommutatormaschine
Definitionen
gesehnte und ungesehnte Spule/Wicklung
Schleifenwicklung
Wellenwicklung - Ankerrück- und Nutwirkung
- Betriebszustände und Berechnungen der Kommutatormaschine
äußeres mechanisches Moment
elektrische Leistung am Klemmbrett
elektrische Leistung im Luftspalt
inneres mechanisches Moment
thermische Leistung
Nebenschlussmaschine (NSM)
Reihenschlussmaschine (RSM) - Kommutierung: Notwendigkeit, Vorgang und Wirkung auf den Stromverlauf
- fremderregter Gleichstromnebenschlussmotor – Versuchsaufbau und Inbetriebnahme
Drehzahlsteuerung Gleichstromnebenschlussmotor
Belastungskennlinie des bei Änderung der Ankerspannung UA
Belastungskennlinie bei Feldschwächung
Belastungskennlinie mit Anker-Reihenwiderstand
Auswertung der Messergebnisse – Nebenschlussmotor - Gleichstromreihenschlussmotor – Versuchsaufbau und Inbetriebnahme
Belastungskennlinie des Reihenschlussmotors bei variabler UA
Drehzahlsteuerung beim Reihenschlussmotor
Auswertung der Messergebnisse – Reihenschlussmotor
Theorie der geschalteten Reluktanzmaschine
- Einführung in den geschalteten Reluktanzmotor: Eigenschaften, Einsatzbereich, Aufbau
- Richtlinien und Normen zur geschalteten Reluktanzmaschine: VDI/VDE 3680 und DIN EN 60 034-1
- Berechnungen zur geschalteten Reluktanzmaschine: Stator- und Rotorzähnezahl, Schrittwinkel, Betriebsverhalten
Versuche zur geschalteten Reluktanzmaschine
- Techniker, Ingenieure, Naturwissenschaftler und Entscheider, die in ihrem Arbeitsumfeld elektrische Maschinen auswählen und applizieren müssen
- Motor- und Getriebeentwickler, die Motor designen bzw. optimieren wollen
Dipl.-Ing. (FH) Reiner Giesel
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ulm
![Hochschule Heilbronn Hochschule Heilbronn](/fileadmin/_processed_/5/5/csm_Hochschule_Heilbronn_c62a9c6d1d.jpg)
Die Teilnahme beinhaltet Verpflegung sowie ausführliche Unterlagen.
Preis:
Die Teilnahmegebühr beträgt:
1.200,00 €
(MwSt.-frei)
pro Teilnehmer
Fördermöglichkeiten:
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Bisher sind diese Mittel für den vorliegenden Kurs nicht bewilligt. Dies kann verschiedene Gründe haben. Wir empfehlen Ihnen daher, Kontakt mit unserer Anmeldung aufzunehmen. Diese gibt Ihnen gerne Auskunft über die Förderfähigkeit der Veranstaltung.
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Inhouse Durchführung:
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