Labor Elektrische Maschinen und Antriebstechnik

Das Labor für Elektrische Maschinen bietet 20 Arbeitsplätze mit stabilen Grauguss-Fundamenten. Die Arbeitsplätze können mit festen und variablen Gleichströmen und Drehströmen und mit Leistungen bis zu 120 kW versorgt werden. Hierfür stehen regelbare Transformatoren, rotierende Umformersätze und Frequenzumrichter zu Verfügung. Eine regelbare Gleichspannungsquelle für Spannungen von 0 - 900 V erlaubt eine maximale Leistungsentnahme von 240 kW.

 

Die Aktivitäten, die im Labor stattfinden, sind vielfältig. Sie reichen von der Durchführung von Laborpraktika im Rahmen der Lehre, Arbeiten auf der Basis von Industriekooperationen bis hin zu wissenschaftlichen Forschungsarbeiten.

Die Unterlagen zu den Praktika finden Sie auf dem Moodle!

Betriebsverhalten der Drehstrom-Synchronmaschine

  • Durchführung der Kurzschluss- und Leerlaufmessung
  • Bestimmung der Maschinenparameter
  • Belastung im Inselbetrieb
  • Synchronisation am Netz und Netzparallelbetrieb

Betriebsverhalten der Drehstrom-Asynchronmaschine mit Schleifringläufer

  • Durchführung der Kurzschluss- und Leerlaufmessung
  • Belastungsversuch und synchrone Drehzahl
  • Berechnung des stationären Leistungsflusses durch die Maschine
  • Messung der Läuferspannung

Betriebsverhalten der Gleichstrommaschine

  • Bestimmung der Wicklungswiderstände durch Vierleitermessung
  • Fremderregter Gleichstrommotor:
    • Leerlaufversuch, Magnetisierungskennlinie
    • Bestimmung der Maschinenkonstante
    • Möglichkeiten der Drehzahlverstellung
    • Belastungsversuch, M/n-Kennlinie
  • Reihenschlussmotor:
    • Belastungsversuch, M/n-Kennlinie

Experimentelle Parameterermittlung einer Käfigläufer-Asynchronmaschine

  • Erwärmungsversuch, Bestimmung der thermischen Parameter
  • Durchführung der Kurzschluss- und Leerlaufmessung
  • Bestimmung der sättigungsabhängigen Ständerinduktivität
  • Auslaufversuch zur Ermittlung des Trägheitsmoments 

Betriebsverhalten der Drehstrom-Synchronmaschine

  • Durchführung der Kurzschluss- und Leerlaufmessung
  • Bestimmung der Maschinenparameter
  • Belastung im Inselbetrieb
  • Synchronisation am Netz und Netzparallelbetrieb

Betriebsverhalten der Drehstrom-Asynchronmaschine mit Schleifringläufer

  • Durchführung der Kurzschluss- und Leerlaufmessung
  • Belastungsversuch und synchrone Drehzahl
  • Berechnung des stationären Leistungsflusses durch die Maschine
  • Messung der Läuferspannung

Betriebsverhalten der Gleichstrommaschine

  • Bestimmung der Wicklungswiderstände durch Vierleitermessung
  • Fremderregter Gleichstrommotor:
    • Leerlaufversuch, Magnetisierungskennlinie
    • Bestimmung der Maschinenkonstante
    • Möglichkeiten der Drehzahlverstellung
    • Belastungsversuch, M/n-Kennlinie

Experimentelle Parameterermittlung einer Käfigläufer-Asynchronmaschine

  • Erwärmungsversuch, Bestimmung der thermischen Parameter
  • Durchführung der Kurzschluss- und Leerlaufmessung
  • Bestimmung der sättigungsabhängigen Ständerinduktivität
  • Auslaufversuch zur Ermittlung des Trägheitsmoments 

Anlauf von Asynchronmaschinen

  • Sternschaltung
  • Dreieckschaltung
  • Stern-Dreieck-Schaltung
  • Spartrafo
  • Softstarter

Drehzahlsteuerung von Gleichstrommaschinen

  • Untersuchung der Auswirkung des Steuerwinkel einer gesteuerten Brückenschaltung

Asynchronmaschine mit I-Umrichter

  • Inbetriebnahme des Antriebs
  • Einstellung des Leerlaufs
  • Ansteuerung der Maschinen.

Asynchronmaschine mit PWM-Umrichter

  • Inbetriebnahme des Antriebs
  • Einstellung des Leerlaufs
  • Ansteuerung der Maschinen

Wirkungsgradermittlung einer Asynchronmaschine

  • Nach IEC 60034-2-1
  • Typenprüfung mit direkter und indirekter Wirkungsgrad-Ermittlung
  • Aufnahme von typischen Kennlinien

Doppeltgespeiste Asynchronmaschine

  • Einsatz als Windkraftgenerator
  • Bestimmung Wicklungswiderstände
  • Messung der Läuferspannung
  • Synchronisation
  • Lastbetrieb mit dem Frequenzumrichter
  • Betrieb als Generator und Motor

Frequenzumrichterbetrieb von Drehstrommaschinen

  • Bedienen eines elektrischen Antriebes
  • Experimentelle Ermittlung von ausgewählten Maschinenparametern
  • Drehzahlveränderbarer Betrieb einer Asynchronmaschine und einer permanentmagneterregten Synchronmaschine
  • Aufnahme von dynamischen Leerlauf- und Belastungsstromverläufen
  • Darstellung der feldorientierten Betriebsgrößen
  • Doppelt inverses Pendel
  • dSpace-HIL-System
  • Hochdrehender Motorenprüfstand mit 18000 rpm
  • Laborversuch für Kleinmotoren mit BLDC und Hybrid-Schrittmotor
  • Sinamics S120 Antrieb

Eigene Projektideen sind willkommen.

Themen von Prof. Haumer finden Sie hier.

Potentielle Themen erfragen Sie bitte bei den Laborleitern.

Hochdrehender Motorprüfstand

  • 18000 U/Min, 20 kW, maximal messbar 100 Nm

Pendelmaschine

  • 3000 U/Min, 19 kW, 150 Nm

Leistungsmessgeräte

  • High Precision Power Analycer Infratek 108A 3- und 6-phasig Datenblatt
  • Power-Analyzer Norma 4000  Datenblatt
  • LeCroy WaveRunner 604 Zi  Datenblatt
  • LeCroy WaveSurfer 44 Mxs-B  Datenblatt
  • Analog-Wattmeter mit cos(phi) = 0,2

Drehmomentmesswellen

  • Dr. Staiger Mohilo (200 Nm)
  • Kistler (100 Nm) 2x incl. CoMo Torque
  • Kistler (5 Nm) incl. CoMo Torque

Hardware-in-the-loop-System

  • Speedgoat Realtime Target Machine mit Xilinx Artix-7 FPGA

Umformeranlage

  

Spannung / V

Frequenz / Hz

Strom / A

U1Leonard-SatzAC: 0 - 50015 - 600 - 58
  DC: 0 - 500 0 - 120
U2Leonard-SatzAC: 0 - 50050 - 2000 - 58
  

DC: 0 - 500

 0 - 120
U3Leonard-SatzAC: 0 - 40015 - 580 - 144
  DC: 0 - 500 0 - 220
U4SINAMICS DCPDC: 0 - 400 0 - 63
U5StelltrafoAC: 0 - 500500 - 46
U6SINAMICS DCPDC: 0 - 400 0 - 63
U7DC-Umformer DC: 0 - 230 0 - 189
U8DC-UmformerDC: 0 - 230 0 - 189

Bilder aus dem Labor