In diesem Travail de candidature soll eine Unterrichtseinheit zum Thema Regelung von Synchron-Servomotoren für die 13. Klasse des Technicien en électrotechnique der Sektion Energie (T3EE) ausgearbeitet werden. Die Unterrichtseinheit ist ein Teil des Moduls Applications de l’électrotechnique 2 (APELE2). Die vorliegende Arbeit gliedert sich in vier Teile:  Überblick und Einsatzgebiete des Servomotors sowie technische Beschreibung der einzelnen Komponenten eines Servoantriebssystems.  Mathematische Modellierung der permanentmagneterregten Synchron-maschine (PMSM) sowie die Beschreibung und den Entwurf der feldorientierten Regelung.  Simulation der Regelung mit Hilfe der Software Scilab-Xcos.  Entwurf von Unterrichtsunterlagen und Versuchseinheiten. Die hergeleiteten Gleichungen der mathematischen Modellierung, d.h. das Zustandsraummodell, ermöglichen das Erstellen einer Simulationsdatei zur Regelung der PMSM. Somit können im Vorfeld die Eigenschaften der feldorientierten Reglung untersucht werden. In der geplanten Unterrichtseinheit werden die notwendigen Kenntnisse zur Funktionsweise des Synchronmotors sowie zur Regelungstechnik wiederholt. Die Grundlagen zur feldorientierten Regelung eines Synchron-Servomotors werden anschaulich durch Schemen, Rechenbeispiele und animierte Zeigerdiagramme vermittelt. In einem mehrstündigen Demoversuch wird ein Synchron-Servomotor Schritt für Schritt in Betrieb genommen. Die Schüler ermitteln die Regelparameter mit Hilfe der Motordaten und vorgegebener Verfahren. Die Regelung wird auf das Folge- und das Störverhalten untersucht. Der Demoversuch dient dazu, die im vorausgehenden Unterricht vermittelten Kenntnisse anzuwenden und zu festigen.

Seite 5 In den ausgearbeiteten Unterlagen zum Unterricht und den Laborversuchen der Klasse T3EE sind die Grundlagen zur feldorientierten Regelung, die für den Beruf in der Antriebstechnik wichtig sind, verständlich dargestellt. Die Mitarbeit sowie das Interesse seitens der Schüler waren in den durchgeführten Unterrichtsstunden vorhanden. Es sei trotzdem darauf hingewiesen, dass die Schüler bereits über Basiskenntnisse in der Regelungstechnik, d.h. insbesondere über den PI-Regler, das Prinzip der Kaskadenregelung und über die Klassifizierung von Strecken verfügen müssen. Ebenfalls müssen der Aufbau und die Funktionsweise der Synchron-maschine im stationären Betrieb bekannt sein. Aus diesem Grund sind die Laborversuche nicht als Schülerversuch geeignet, da zudem die Handhabung der begleitenden Software zur Reglereinstellung und Aufnahme der Sprungantworten eine gewisse Einarbeitung erfordert. Beim Demoversuch kann der Lehrer beispielsweise bei der Auswertung der Sprungantworten auf Schülerfragen eingehen und weiterführende Anregungen geben.