Antriebs- und Energietechnik

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1 Lehrplan Antriebs- Energietechnik Fachschule für Technik Fachrichtung Elektrotechnik Fachrichtungsbezogener Lernbereich Ministerium für Bildung, Kultur Wissenschaft Hohenzollernstraße 60, Saarbrücken Postfach , Saarbrücken Telefon (0681) Telefax (0681) Saarbrücken 2003 Hinweis: Der Lehrplan ist online verfügbar unter LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (1 / 9)

2 Einleitende Hinweise Dem vorliegenden Lehrplan Antriebs- Energietechnik in der Fachschule für Technik liegt die Verordnung Schul- Prüfungsordnung über die Ausbildung Prüfung an Fachschulen für Technik (APO-T) vom 01. August 2003 zu Gre. Als Schulform folgt die Fachschule für Technik der KMK-Rahmenvereinbarung über Fachschulen, Beschluss der Kultusministerkonferenz vom Im Fach Antriebs- Energietechnik werden grlegende Kenntnisse über elektrische Anlagen, Stromrichter, elektrische Maschinen Antriebe anwendungsbezogen handlungsorientiert vermittelt. Die Schüler Schülerinnen lernen, spezifische Methoden der Energietechnik anzuwenden dabei sowohl auf die Einhaltung der einschlägigen Vorschriften Schutzmaßnahmen als auch auf effizienten umweltschonenden Energieeinsatz zu achten. Im Rahmen eines Projektes sollen CAE-Werkzeuge eingesetzt werden. Zum Erreichen der Lernziele sind Laborübungen erforderlich. Auf nachstehende formale Vorgaben wird verwiesen: Die Lernziele sind mit Blick auf einen stringenten Umfang des Lehrplans als Groblernziele formuliert. Die didaktischen Schwerpunkte dieser Lernziele heben hervor, worauf es im Unterricht besonders ankommt. Diese didaktischen Schwerpunkte sind: Wissen, Können, Erkennen Werten. Die Zeitrichtwerte sind als vorgeschlagene zeitliche Empfehlungen zu verstehen. Sie sind als Jahressten ausgewiesen, um Vergleiche mit Schulformen anderer Besländer zu ermöglichen. Die Lehrplankommission hat Stenanteile für Wiederholungen Leistungsüberprüfungen in den ausgewiesenen Gesamtsten berücksichtigt. Saarbrücken, Mai 2003 LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (2 / 9)

3 LERNGEBIETSÜBERSICHT Lfd. Nr. Lerngebiet Zeitrichtwert * Sten Grstufe: Antriebs- Energietechnik 1 2 Gleichstrommaschinen Wechselstrommaschinen Summe 80 Fachstufe: Antriebs- Energietechnik Wechselstrommaschinen 2 Stromrichter Elektrische Antriebe Erzeugung Verteilung elektrischer Energie Summe 160 * Zeitrichtwert i. S. eines Vorschlages LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (3 / 9)

4 Grstufe Lerngebiet 1: Gleichstrommaschinen Zeitrichtwert: 30 Sten 1.1 Vertrautheit mit Aufbau von Gleichstrommaschinen Berechnung der Betriebsgrößen - Motor-, Generatorprinzip: Induzierte Spannung Drehmoment Stromwendung Ersatzschaltbild Hauptgleichungen - Aufbau - Feldverteilung - Ankerrückwirkung - Schaltungen, Betriebsverhalten Kennlinien - Drehzahlsteuerung - Bremsbetrieb - Anwendung der im Unterrichtsfach Grlagen der Elektrotechnik erworbenen Kenntnisse - Vierquadrantenbetrieb, Auswerten von Kennlinien - Auf thermische Belastung hinweisen LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (4 / 9)

5 Grstufe Lerngebiet 2: Wechselstrommaschinen 1 Zeitrichtwert: 50 Sten 2.1 Vertrautheit mit Aufbau, Betriebsverhalten von Transformatoren Berechnung der Betriebsgrößen - Einphasentransformator: Ersatzschaltbilder Belastungsfälle - Drehstromtransformator: Auswahl der Schaltgruppen Parallelbetrieb 2.2 Vertrautheit mit Aufbau, Betriebsverhalten von Asynchronmaschinen Berechnung der Betriebsgrößen 2.3. Vertrautheit mit Aufbau, Betriebsverhalten von Synchronmaschinen - Sondertransformatoren - Entstehung des Drehfeldes - Drehstrom-Asynchronmotor: Schleifringläufer, Kurzschlußläufer Ersatzschaltbild Kreisdiagramm Betriebsgrößen -kennlinien Anlassen Drehzahlsteuerung Bremsbetrieb - Einphasen-Asynchronmotor - Synchronmaschine: Vollpolläufer Schenkelpolläufer Zeigerdiagramm für verschiedene Betriebsfälle Lastwinkel Stabilität - Spartransformator, Schweißtransformator, Wandler - Auswerten von Kennlinien - Motor-, Generator-, Phasenschieberbetrieb LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (5 / 9)

6 Fachstufe Lerngebiet 3: Wechselstrommaschinen Vertrautheit mit Aufbau, Einsatzmöglichkeiten ausgewählter Sondermotoren - Universalmotor - Schrittmotor - Linearmotor - Spaltpolmotor Zeitrichtwert: 10 Sten - Prinzipien der Gleich Drehstrommaschinen anwenden LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (6 / 9)

7 Fachstufe Lerngebiet 4: Stromrichter 4.1 Beherrschung von Aufbau von Stromrichterschaltungen, auswählen zuordnen - Netzgeführte Stromrichter: lückender, nichtlückender Betrieb Gleichrichter-, Wechselrichterbetrieb Kommutierung Steuerkennlinien Ansteuerung Zeitrichtwert: 30 Sten - EMV-Problematik ansprechen - Selbstgeführte Stromrichter: Gleichstromsteller Wechselrichter mit Drehstromausgang Belastungsarten - Schutzeinrichtungen - Frequenzumrichter mit Pulsweitenmodulation - TSE-Beschaltung, Überstromschutz LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (7 / 9)

8 Fachstufe Lerngebiet 5: Elektrische Antriebe 5.1 Beherrschung von Auswahl Dimensionierung geeigneter elektrischer Antriebe für gebräuchliche Antriebsmaschinen - Zusammenwirken von Motor- Arbeitsmaschine: Kennlinien Betriebspunkt - Auswahlkriterien: Betriebsarten Schutzarten Bauformen Kühlungsarten Zeitrichtwert: 20 Sten - Erforderliche Motorleistung, Drehmoment - Dauer-, Kurzzeit-, Aussetzbetrieb LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (8 / 9)

9 Fachstufe Lerngebiet 6: Zeitrichtwert: 100 Sten Erzeugung Verteilung elektrischer Energie 6.1 Kenntnis der Arten elektrischer Energieerzeugung ihrer energiewirtschaftlichen ökologischen Problematik - Energieträger die Grenzen ihrer Verfügbarkeit - Probleme bei der Energieumwandlung - Fossil befeuerte Kraftwerke - Kernkarftwerke - Wasserkraftwerke - Alternative Kraftwerke - Kraft-Wärmekopplung - Regenerative Energiequellen - Bezug zu aktuellen Entwicklungen zur Umweltsituation herstellen - Auf aktuelle Entwicklungen eingehen - Müllkraftwerke, Deponieanlagen, Brennstoffzelle - Photovoltaik, Windkraft - Wirtschaftlichkeitsberechnung 6.2 Kenntnis der Bedeutung der wesentlichen Komponenten der elektrischen Energieverteilung - Energieübertragung mit Leitungen Kabeln - Transformatoren - Sternpunktbehandlung - Schaltanlagen - Kompensationsanlagen - Vergleich: Drehstromübertragung / Hoch- spannungs- Gleichstromübertragung (HGÜ); Transformatoren 6.3 Beherrschung der Projektierung von Niederspannungsanlagen unter Beachtung der einschlägigen Vorschriften - Schaltgeräte - Kabel, Leitungen - Leitungsschutz, Selektivität - Leitungsberechnung - Kurzschlussberechnung - Rsteueranlagen - Gebäudeleittechnik - Beleuchtungsanlagen - Projektierung elektrischer Anlagen LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Antriebs- Energietechnik, 2003 Seite (9 / 9)