Vorlesung "Elektromechanische Systeme I"

Prof. Dr.-Ing. habil. R. Werthschützky

Zyklus: jedes Wintersemester (2+2)

Die Vorlesung findet freitags von 11.40 bis 13.20 Uhr in S311/0012 statt. Die nächste Vorlesung ist im WiSe 2015/16.

 

Inhalt der Vorlesung

Bei einer Vielzahl von feinwerktechnischen Realisierungen, z.B. Aktoren, Sensoren, nachrichtentechnische Endgeräte und Kleinmotoren, beruhen die Funktionselemente auf elektromechanischen Wechselwirkungen. Die ingenieurmäßige Beschreibung dieser elektromechanischen Systeme steht im Mittelpunkt der Vorlesung. Ausgehend von der Strukturierung der elektromechanischen Systeme in mechanische oder akustische Netzwerke werden die Wechselwirkungen in Form von elektromechanischen Wandlern behandelt. Ausgangspunkt der mechanischen und akustischen Netzwerksbetrachtungen sind Analogiebeziehungen zu linearen elektrischen Netzwerken mit konzentrierten Parametern.

Im zweiten Schwerpunkt werden die Wirkungsprinzipien sowie die statischen und dynamischen Übertragungseigenschaften von elektromechanischen Wandlern behandelt. Die modellmäßige Beschreibung der Verkopplung der mechanischen und elektrischen Größen erfolgt durch verlustfreie Vierpolersatzschaltungen. An Hand der Berechnung von Gerätebeispielen aus der Sensorik, Aktorik und Elektroakustik wird die Übersichtlichkeit und anschauliche Lösungsfindung mit Hilfe dieser Netzwerkbetrachtungen nachgewiesen.

Schwerpunkte

  • Feinwerktechnische Geräte und MST-Bauelemente als elektromechanische Systeme
  • Struktur elektromechanischer Systeme
  • Beschreibung mechanischer und akustischer Systeme durch elektromechanische Netzwerke
  • praktische Grundlagen der elektrischen und magnetischen Wechselwirkungen
  • Elektromechanische Wandler:
    • Elektrische Wandler: Elektrostatischer und piezoelektrischer Wandler
    • Magnetische Wandler: Elektromagnetischer, elektrodynamischer und piezomagnetischer Wandler
  • Beschreibung von Anwendungsbeispielen aus der Feinwerktechnik und Mikrotechnik

Voraussetzungen zur Teilnahme

Grundstudium Elektrotechnik (BSc)

Relevante Literatur

  • Ballas, R.; Pfeifer, G.; Werthschützky, R.: Elektromechanische Systeme der Mikrotechnik und Mechatronik. Springer Verlag, 2009
  • Lenk, A.; Ballas, R.; Werthschützky, R.; Pfeifer, G.: Electromechanical Systems in Microtechnology and Mechatronics. Springer Verlag, 2011
  • Marschner, U.; Werthschützky, R.: Aufgaben und Lösungen zur Schaltungsdarstellung und Simulation elektromechanischer Systeme. Springer Verlag, 2015.
  • Werthschützky, R.: Sktriptum Elektromechanische Systeme I. Eigenverlag EMK, Darmstadt, 2014
  • Hessinger, M.; Rausch, J.; Meiß, T.; Werthschützky, R.: Aufgabensammlung zur Übung Elektromechanischer Systeme. Eigenverlag EMK, Darmstadt, 2014

Übung

Die Übung zur Vorlesung EMS I wird betreut von Markus Hessinger. Zu Beginn der Veranstaltung kann eine Aufgabensammlung zur Übung erworben werden. Zusätzlich können weitere Aufgaben sowie fachliche Hintergründe aus der angegebenen Literatur entnommen werden. Die Übungen finden freitags von 13:30 bis 15.10 Uhr in S311/0012 statt. Die nächste Übung ist im WiSe 2015/16.

Weitere Informationen zur Lehrveranstaltung, sowie Lehrmaterial, Termine und ein Diskussionsforum finden Sie auf dem Campus-Management-System TUCaN und bei Moodle.

Prüfung, Einsicht

Die aktuellen Prüfungstermine finden Sie hier.

  • Die Dauer beträgt 90 min.
  • Erlaubte Hilfsmittel sind Schreibzeug, Taschenrechner und ein Wörterbuch in gedruckter Form.
  • Die Noten werden ca. 4 Wochen nach der Klausur bei TUCaN veröffentlicht.
  • Die Einsicht findet ca. 2 Wochen nach Notenbekanntgabe statt.
  • Die Nachprüfung im SoSe 2015 ist mündlich.

Contact

Technische Universität Darmstadt

Institute of Electromechanical Design

Measurement and sensor technology

Prof. Dr.-Ing. habil. Roland Werthschützky

S3/06 127
Merckstraße 25
64283 Darmstadt

+49 6151 16-4013
+49 6151 16-4096

Measurement and sensor technology

Dipl.-Ing. Markus Hessinger

S3/06 109
Merckstr. 25
64283 Darmstadt

+49 6151 16-4896
+49 6151 16-4096

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