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Gleichstrom-Reihenschlussmotor am Gleichstrom-Pulswandler (Chopper)

Dieser Versuch soll das Verhalten einer Reihenschlussgleichstrommaschine an einem Chopper demonstrieren. Im Gegensatz zur Versorgung aus einem näherungsweise idealen Gleichstromnetz wird die Maschine mit einem deutlich oberschwingungsbehafteten Gleichstrom gespeist.

Ermittelt werden sollen unter anderem

  • die Welligkeit des Stromes,
  • die mechanische Leistung und die elektrische Leistung,
  • der Wirkungsgrad der Maschine

in verschiedenen Betriebspunkten. Die Messwerte werden in Kennlinien (z.B. Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien) dargestellt.

 

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Elektronisch kommutierte Motoren

In diesem Versuch wird der Betrieb eines EC-Motors untersucht. Bei EC-Motoren handelt es sich um elektronisch kommutierte Gleichstrommaschinen, deren Läuferlage mittels eines Rotorlagegebers ermittelt und von einer Steuerelektronik ausgewertet wird. Diese Steuerelektronik schaltet die Ankerwicklung/en mit Hilfe von Leistungshalbleitern zu gewünschten Zeitpunkten ein und aus.

In dem Versuch wird der Betrieb an einer ungeregelten und einer geregelten Schaltung untersucht. Hierfür muss zuvor eine Steuerlogik entwickelt werden. Zusätzlich werden für verschiedene Belastungszustände die Zeitverläufe des Motorstroms aufgenommen.

 

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Permanentmagneterreger Servosynchronmotor

In diesem Laborversuch wird das Betriebsverhalten eines geschwindigkeits- und positionsgeregelten permanentmagneterregten Servosynchronmotors am Beispiel eines Wurfarms untersucht. Unter Vorgabe von Beschleuigungs-, Geschwindigkeits- und Wegprofilen werden kleine Bälle mit unterschiedlichen Massen und Materialeigenschaften abgeworfen und aufgefangen.   

Der Einfluss auf das dynamische Verhalten der Regelung in Abhängigkeit von den Grenzen der Beschleunigung, der Verfahrgeschwindigkeit und der Verzögerung können ebenso praktisch untersucht werden wie der Einfluss von Wartezeiten zum Ausgleich mechanischer Ausgleichsvorgänge und Ungenauigkeiten bei der Initialisierung des Lagegebers.

Die Vorgabe unterschiedlicher Fahrprofile und Wurfhöhen zeigt anschaulich die Möglichkeiten und die Grenzen des geregelten Betriebs auf.

 

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Drehstrom-Induktionsmotor mit Käfigläufer am Pulsumrichter

Dieser Versuch zeigt den industriell weit verbreiten drehzahlvariablen Antrieb eines Käfigläufers am Frequenzumrichter. Am Frequenzumrichter lassen sich unterschiedliche Modi der Spannungsfrequenzsteuerung einstellen. Durch die einfache Vorgabe der Frequenz am Umrichter lassen sich die typischen Kennlinien des Antriebs untersuchen.

Ermittelt werden sollen unter anderem

  • die Spannungs-Frequenz Kurven (lineare und quadratische Abhängigkeit)
  • dazu entsprechend die Drehmoment-Drehzahlkurven
  • die Abhängigkeit vom Schlupf (Schlupfkompensation)

 

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Drehzahlvariabler Drehstrom-Asynchrongenerator mit Schleifringläufer

Bestandteil dieses Versuches ist die Untersuchung eines Drehstrom-Asynchrongenerators, dessen Rotorwicklung über Schleifringe von einen Umrichter gespeist wird. Durch die Einspeisung amplituden- und frequenzvariabler Ströme in den Läuferkreis kann die Asynchronmaschine abhängig von der Umrichterauslegung in einem relativ großen Drehzahlbereich effizient betrieben werden.

Mittels einer Gleichstrommaschine als Last werden in diesem Versuch die verschiedenen Kennlinien sowohl im motorischen als auch im generatorischen Bereich aufgenommen und der Einfluss der Umrichtersteuerung auf das Betriebsverhalten untersucht.

In diesem Versuch sollen unter anderem

  • der vergleichende Betrieb als Kurzschlussläufer,

  • die rotor- und statorseitigen Leistungsflüsse bei veränderlicher Drehzahl mit Umrichter und

  • der Einfluss der Läuferspannungen und Ströme sowie deren Frequenz auf die Leistungsflüsse

analysiert und dargestellt werden.

 

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Untersynchrone Stromrichterkaskade

Im Laborversuch Untersynchrone Stromrichterkaskade wird das Betriebsverhalten einer Induktionsmaschine mit Schleifringläufer und einer Stromrichterkaskade untersucht. Die Läuferschlupfenergie wird hierbei einer Kaskadenschaltung zugeführt, um diese als elektrische oder mechanische Energie nutzbar zu machen. Des Weiteren lässt sich durch die Kaskade eine begrenzte Drehzahlstellung ermöglichen. Stromrichterkaskaden wurden überwiegend in Pumpen- und Lüfterantrieben verwendet, um diese in der Drehzahl variieren zu können.

Der Versuch ist in folgende Unterpunkte aufgeteilt:

  • Leerlaufmessung des Drehstrominduktionsmotors ohne Kaskade

  • Belastungsmessung ohne Kaskade

  • Leerlaufmessung mit Kaskade

  • Belastungsmessung mit Kaskade

 

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Schrittmotor

In diesem Versuch soll die Inbetriebnahme und Funktionsweise eines Schrittmotors erläutert werden. Hierfür muss eine Steuerung in Matlab/Simulink aufgebaut werden, um den Motor damit zu betreiben. Ein Resolver ermöglicht die Position des Rotos über die Zeit darzustellen. Diese Steuerung soll ebenfalls ein Voll- und Halbschrittbetrieb ermöglichen.

Erläutert und ermittelt werden sollen unter anderem:

  • das Einschwingverhalten,

  • die Grenzfrequenz,

  • Selbsthaltemoment und Haltemoment.

 

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