Laborzentrum Antriebs- und Regelungstechnik Laborzentrum Antriebs- und Regelungstechnik

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

• Die Studierenden verstehen die Aufgaben und Wirkungsweise von leittechnischen Anlagen in der Prozessindustrie und ihren Einfluss auf Wirtschaftlichkeit und Produktqualität. Die Studierenden verfügen über einen Überblick über die Prozessleittechnik in der Anlagentechnik (Sensorik, Aktorik, zentrale Komponenten, Verdrahtung und Bussysteme).
• Die Studierenden verstehen grundlegende Eigenschaften von Feldbussystemen und können die Stärken und Schwächen von gängigen Feldbussystemen in der Prozessindustrie und klassischer Punkt-zu-Punkt- Verdrahtung mit Zweileitermesstechnik beurteilen.
• Die Studierenden haben fundierte Kenntnis von wichtigen Regelkonzepten in der Verfahrenstechnik und können diese auf konkrete Regelaufgaben anwenden.
• Die Studierenden haben grundlegende Kenntnisse von wichtigen Sicherheits- und Verfügbarkeitskonzepten und können diese in ihren Auswirkungen beurteilen.
• Die Studierenden sind in der Lage, am Planungsprozess von leittechnischen Systemen mitzuwirken.

Prof. Dr. Christian Schlosser

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Die Studierenden können die wesentlichen Zusammenhänge, Wirkungsweisen und Verfahren in der Automatisierungstechnik beurteilen. Sie kennen die Fachbegriffe, Fakten und Konzepte des Fachgebietes. Die Studierenden kennen Methoden und Techniken, um neues Wissen auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik zu erwerben. Die Studierenden sind befähigt, Komponenten der Automatisierungstechnik in der maschinenbaulichen Praxis zu beurteilen, anzuwenden und zu entwickeln. Sie kennen Chancen und Risiken der Automatisierungstechnik in der Arbeitswelt. Sie erweitern ihr Wissen auf dem Gebiet der Digitalisierung.

Prof. Dr. Christian Schlosser

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Die Studierenden solllen in einem ausgewählten Thema der nachhaltigen Energiesysteme oder der Anlagenentwicklung entweder

• spezielle Kenntnisse zur Projektierung, dem Betrieb, der Auslegung oder der Optimierung erwerben oder
• in der Lage sein, bestimmte Verfahren in komplexen Zusammenhängen zu Planung, Betrieb oder Optimierung von Energiesystemen oder der Anlagenentwicklung anzuwenden oder
• sich spezielle Methodenkompetenz bei der wissenschaftlich fundierten Anwendung von Analyse-, Optimierungs- oder Simulationsmethoden anzueignen

Die einzelnen Lerninhalte hängen vom ausgewählten Thema ab

Prof. Dr. Birgit Koeppen

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Die*der Studierende kann das stationäre Betriebsverhalten elektrischer Maschinen in Motor- und Generatorbetrieb berechnen sowie die Funktionsweise elektronischer Grundschaltungen der Antriebstechnik untersuchen, indem mit den Methoden der Grundlagen der Elektrotechnik Konstruktionsprinzipien der elektrischen Maschinen durchdrungen, Ersatzschaltbild-Modelle entwickelt und leistungselektronische Schaltungen analysiert werden, um die vielfältigen Möglichkeiten elektrischer Antriebe in der maschinenbaulichen Praxis zu bewerten und zu nutzen.

Prof. Dr. Christian Rudolph

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Im Modul „Elektrische Energieanlagen“ (ELEA) werden die elektrischen und elektro-mechanischen Komponenten bzw. Eigenschaften von verschiedenen Energieanlagen, d.h. den Energieerzeugern, ‑verbrauchern und ‑speichern behandelt.

Der Schwerpunkt im Bereich der Energieerzeuger liegt auf den Windenergieanlagen. Dabei werden alle elektrischen bzw. elektro-mechanischen Komponenten betrachtet, die notwendig sind, um Windenergie ins elektrische Netz einzuspeisen. Im Vergleich zu den Windenergieanlagen wird danach entsprechendes auch für Photovoltaik-Anlagen und Gaskraftwerke untersucht. Außerdem werden die Eigenschaften von Energieverbrauchern, u.a. die des Elektro-Fahrzeugs, thematisiert. Die Energiespeicher werden z.B. anhand von Pumpspeichern oder Kondensatoren diskutiert.

Ein weiterer Schwerpunkt des Moduls „Elektrische Energieanlagen“ liegt auf dem elektrischen Verbundnetz. Hierbei werden zum einen der Aufbau und die Komponenten des Verbundnetzes besprochen. Zum anderen lernen die Studierenden wie der Transport der elektrischen Energie über die Leitungen des Netzes berechnet werden kann.

Dritter großer Themenbereich ist die Integration der Energieanlagen in das Verbundnetz. Dabei geht es z.B. um die Frage, wie trotz Windflaute und Dunkelheit die Energieversorgung mit Hilfe von Regelleistung sichergestellt werden kann. Außerdem wird das Thema Netzausbau und die Frage, was ein „Smart Grid“ ist, behandelt.

Prof. Dr. Birgit Koeppen

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Die Studierenden erhalten einen Überblick über moderne elektrische Antriebstechnologien (Motor und Ansteuerungsverfahren), deren mechanische Konstruktion und gängige Fertigungsverfahren. Sie können im o.g. Bereich komplexe Fragestellungen visualisieren und analysieren, indem sie physikalische Wirkzusammenhänge berücksichtigen und in Modellen abbilden. Sie können sich die interdiszplären Zusammenhänge von Maschinentopologie, konstruktiver Ausführung und elektrischer Ansteuerung erarbeiten und diese darstellen. Die Lehrveranstaltung orientiert sich dabei an gelebten Entwicklungsprozessen in der Industrie und setzt auf Lernen durch Anwendung.

Prof. Dr. Tankred Müller

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Die*der Studierende kann ausgewählte Problem- und Fragestellungen der Gleichstromtechnik, der elektro- und magnetostatischen Felder, der elektromagnetischen Induktion, der Wechselstromlehre und elektrischen Messtechnik mittels Arbeits- und Berechnungsverfahren der Grundlagen der Elektrotechnik analysieren, um mit diesen Methoden die Elektrotechnik als Querschnittstechnologie des Maschinenbaus zu nutzen.

Prof. Dr. Christian Rudolph

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Die Studierenden analysieren mechatronische Systeme und deren Bestandteile, indem sie Methoden der Technischen Mechanik, der Elektrotechnik, der Regelungstechnik sowie der Systemtheorie anwenden, um in der maschinenbaulichen Praxis mechatronische Komponenten auszulegen und zu beurteilen.

Prof. Dr. Christian Rudolph

B.Sc. Maschinenbau und Produktion
 

Die Studierenden verstehen die wichtigsten Funktionen und Probleme der Steuer- und Regelungstechnik. Sie kennen die Sichtweisen und Werte des Fachgebiets. Sie können dieses Wissen in ihrer Berufstätigkeit für die Konstruktion und den Betrieb von steuer- und regelungstechnischen Geräten und Anlagen anwenden. Sie sind in der Lage, geeignete Methoden zur Problemlösung selbständig auszuwählen und sich neues Wissen erschließen.

Prof. Dr. Birgit Koeppen

B.Sc. Maschinenbau und Produktion

Die*der Studierende versteht die Anforderungen an eine zukünftige urbane Mobilität. Darauf aufbauend kann sie*er eine Weiterentwicklung der Stadt- und Verkehrsplanung im Hinblick auf sich verändernde Mobilitätsformen, insbesondere Mikromobilität, analysieren.
Sie*er kann die veränderten Anforderungen und Folgen der Erhöhung des Anteils der Elektromobilität einschätzen. Außerdem kann sie*er die Beeinflussung des elektrischen Verbundnetzes durch Elektromobilität einordnen und die Wirkung unterschiedlicher Strategien zur Einbindung der Elektromobilität in das Verbundnetz analysieren.

Prof. Dr. Birgit Koeppen

M.Sc. Nachhaltige Energiesysteme im Maschinenbau

Im Modul „Elektrotechnik in nachhaltigen Energiesystemen“ (ETNES) werden verschiedene Aspekte der Energiebereitstellung im elektrischen Verbundnetz, insbesondere mit dem Fokus auf die erneuerbaren Energiesysteme, thematisiert.

Zu Beginn werden die wichtigsten elektrischen und elektro-mechanischen Eigenschaften von verschiedenen Energieanlagen z.B. Windenergieanlagen, Photovoltaik-Anlagen und Energiespeichern behandelt. Danach liegt der Fokus auf den Anforderungen für eine sichere Energieversorgung, wie z.B. die Frequenz- und Spannungshaltung oder die allgemeine Spannungsqualität. Außerdem geht es um die Modellierung von elektrischen Netzwerken sowie deren Berechnung bzw. Simulation.

Die Vorlesung wird ergänzt durch das zugehörige Labor und, wenn möglich, auch durch eine Exkursion. Im Rahmen dieses Moduls wurden bspw. bereits das Pumpspeicherwerk in Geesthacht sowie eine Netzleitzentrale und ein Batteriespeicher in Schwerin besucht.

Prof. Dr. Birgit Koeppen

M.Sc. Nachhaltige Energiesysteme im Maschinenbau

Die Studierenden erhalten einen Überblick über moderne elektrische Antriebstechnologien (Motor und Ansteuerungsverfahren), insbes. im wichtigen Bereich der elektrischen Kleinantriebe bis 1kW. Sie können im o.g. Bereich komplexe Fragestellungen visualisieren und analysieren, indem sie physikalische Wirkzusammenhänge berücksichtigen, in Modellen abbilden und virtuell auslegen. Sie sind fähig zur Diskussion auf Augenhöhe in interdisziplinären Teams durch virtuelle Auslegung im Produktentwicklungsprozess.
Die Studierenden können Entscheidungsvorlagen erzeugen, indem sie Auslegungsstrategien für elektrische Antriebssysteme auswählen und anwenden.
Die Lehrveranstaltung orientiert sich dabei an gelebten Entwicklungsprozessen in der Industrie und setzt auf Lernen durch Anwendung.

Prof. Dr. Tankred Müller

M.Sc. Nachhaltige Energiesysteme im Maschinenbau

• Die Studierenden können Reichweiten und Umweltauswirkungen bei konventioneller und regenerativer Energiebereitstellung recherchieren und beurteilen.
• Die Studierenden können den potentiellen Beitrag einzelner nachhaltiger Energiearten (Sonne, Wind, Wasser, Geothermie) unter Berücksichtigung technischer, wirtschaftlicher, politischer und ökologischer Randbedingungen im Hinblick auf den nationalen und internationalen Energiebedarf analysieren.
• Die Studierenden sind in der Lage, unter Berücksichtigung eines angemessenen Beitrages der Energieeffizienz Konzepte zur Deckung des Energiebedarfs zu bewerten und auszuarbeiten.
• Die Studierenden können die Auswirkungen wichtiger gesetzlicher Regelwerke wie Emissionshandel und Einspeisevergütungen auf die Wirtschaftlichkeit unterschiedlicher Konzepte zur Energiebereitstellung beurteilen und sind in der Lage, Energiedienstleistungen entsprechend dieser Rahmenbedingungen zu optimieren.
• Die Studierenden können Wirtschaftlichkeitsberechnungen von Investitionen zur Energieerzeugung und zur Verbesserung der Energieeffizienz durchführen und kennen Instrumente zur Finanzierung von Investitionen wie z.B. Contractingmodelle.
• Die Studierenden kennen Bedeutung und Konzeption virtueller Kraftwerke sowie Demand Side Management Maßnahmen zur Sicherung der Netzstabilität bei der verstärkten Einbindung fluktuierender Netzeinspeisungen. Sie kennen die Bedeutung der Sektorenkopplung für ein nachhaltiges Energiesystem
• Die Studierenden können Kennzahlen aus Umweltbilanzen hinsichtlich ihrer Relevanz beurteilen. Sie kennen Regulierungsansätze zur Reduktion von Umweltauswirkungen.

Prof. Dr. Birgit Koeppen