Leistungselektronik

Mechatronik, Master (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode WP-LE
Modulname Leistungselektronik
Art des Moduls Wahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Erfassen der Funktionen wichtiger Bausteine der Leistungselektronik, Kennenlernen des Verhaltens von Stromrichterschaltungen und zugehöriger Steuerungs- sowie Überwachungseinheiten, Auslegung von Schaltungen für stationäre und mobile Anwendungen. Erlernen von grundlegenden praktischen Fertigkeiten im Bereich der Energietechnik.
Lehrveranstaltungsarten VLmP (3 SWS), Ü (1 SWS), Pr (2 SWS)
Lehrinhalte

Leistungselektronik:

  • Gegenstand der Leistungselektronik und historische Entwicklung
  • Reale und idealisierte Bauelemente der Leistungselektronik (stationäre Eigenschaften)
  • Diodengleichrichter
  • Netzgeführte Schaltungen mit Dioden und Thyristoren
  • Lösch-Schaltungen für Thyristoren und lastgelöschte Schaltungen
  • DC/DC-Wandler
  • Wechselrichter mit abschaltbaren Schaltern
  • Dynamisches Verhalten von Schaltern und Schutzbeschaltungen
  • Ansteuerung von Halbleiterschaltern
  • Erwärmung / Kühlung von Bauelementen

Energietechnisches Praktikum I für Studierende im Schwerpunkt Elektrische Energiesysteme:

  • AHT 1 / AHT 2: Zwei Aktuelle Versuche aus der Hochspannungsprüf und -messtechnik
  • AT 1: Drehzahlgeregelte Gleichstrommaschine
    AT 2: ASM mit Speisung durch Pulswechselrichter
  • E²N 1 / E²N 2: Zwei aktuelle Versuche mit PV-Batterie-Systemen in Insel- und Netzparallelbetrieb
  • EM 1: Betriebsverhalten der Asynchronmaschine
    EM 2: Betriebsverhalten der Synchronmaschine
  • EVS 1: Netzgeführte Mittelpunkt- und Brückenschaltungen
    EVS 2: Tiefsetzsteller und Hochsetzsteller
  • FSG 1 / FSG 2: Zwei Aktuelle Versuche aus der Fahrzeugtechnik

Für die Ausrichtung Mobile Energiesysteme (EntP1-M) müssen die Versuche AT 1 & AT 2, EM 1 & EM 2, EVS 1 & EVS 2 sowie FSG 1 & FSG 2 belegt werden.
ACHTUNG: Bei Belegung des EntP1-M kann das Modul Praktikum Fahrzeugsysteme nicht mehr als Wahlpflichtmodul gewählt werden!


Für die Ausrichtung Vernetzte Energiesysteme
(EntP1-V) müssen die Versuche AHT 1 & AHT 2, E²N 1 & E²N 2, EM 1 & EM 2 sowie EVS 1 & EVS 2 belegt werden.


Für Studierende aller anderen Schwerpunkte:
EVS A: Netzgeführte Mittelpunkt- und Brückenschaltungen
EVS B: Wechsel- und Drehstromsteller
EVS C: Einblick in die selbstgeführten Stromrichter

 
Titel der Lehrveranstaltungen Leistungselektronik
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen)
Verwendbarkeit des Moduls
Dauer des Moduls Leistungselektronik (Sommersemester) EntP I (Sommer – und Wintersemester)
Häufigkeit des Angebotes Sommer- und Wintersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Kenntnisse des Grundstudiums
Englischkenntnisse Niveau B1
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Studentischer Arbeitsaufwand 240 h (90 h Präsenz + 150 h Selbststudium)
Studienleistungen
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung
Prüfungsleistungen Klausur (120 min) eigenständige Versuchsdurchführung im Labor, evtl. Testat, Nach vorheriger Ankündigung durch den Dozenten können beim Praktikum Anwesenheitslisten geführt werden.
Anzahl Credits (ECTS) 8 cp
Lehreinheit Elektrotechnik
Modulverantwortliche/r Prof. Dr.-Ing. Jens Friebe
Lehrende Prof. Dr.-Ing. Jens Friebe und Mitarbeitende
Medienformen Vorlesung mit Tafel, Folien, Power-Point-Präsentation, Vorlesungsskript, Übungen zur Vorlesungsvertiefung, Präsentation interaktiver Schaltungssimulationen
Literatur

- BROSCH, P. F.: Moderne Stromrichterantriebe - Leistungselektronik und Maschinen. Vogel-Verlag, Würzburg 2002;
- HEUMANN, K.: Grundlagen der Leistungselektronik. Teubner Studienbücher Elektrotechnik, Stuttgart 1991;
- KASSAKIAN, J. G.; SCHLECHT, M. F.; VERGHESE, G. C.: Principles of Power Electronics. Addison-Wesley Publishing Company, 1991;
- LAPPE, R.: Handbuch Leistungselektronik - Grundlagen, Stromversorgung, Antriebe; Verlag Technik GmbH, Berlin 1994;
- LAPPE, R.; CONRAD, H.; KRONBERG, M.: Leistungselektronik. Verlag Technik GmbH, Berlin 1991;
- LAPPE, R.; FISCHER, F.: Leistungselektronik-Meßtechnik. Verlag Technik GmbH, Berlin 1993;
- MARTIN, P. R. W.: Applikationshandbuch IGBT- und MOSFET-Leistungsmodule. SEMIKRON;
- MICHEL, M.: Leistungselektronik. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1992;
- MOHAN, N.; UNDELAND, T. M.; ROBBINS, W. P.: Power Electronics: Converters, Applications, and Design. John Wiley & Sons, Inc., New York 1989;
- SCHRÖDER, D.: Elektrische Antriebe 4, Leistungselektronische Schaltungen. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1998;

- SPECOVIUS, J.: Grundkurs Leistungselektronik. Vieweg-Verlag, 2003;
- STENGL, J. P.; TIHANYI, J.: Leistungs-MOS-FET-Praxis. Pflaum-Verlag, München 1992;
- weitere Literatur wird in der Lehrveranstaltung bekanntgegeben.
Literatur: - Hinweise im Skript
- Unterlagen zu den Versuchen werden von den einzelnen Fachgebieten zur Verfügung gestellt.