Technische Universität Ilmenau

Leistungselektronik 2 - Theorie - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Modulnummer 200555 - allgemeine Informationen
Modulnummer200555
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer2161 (Leistungselektronik und Steuerungen in der Elektroenergietechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Albrecht Gensior
SpracheDeutsch
TurnusSommersemester
Vorkenntnisse

Grundlagen des ingenieurwissenschaftlichen Studiums; Besuch/Abschluss der Lehrveranstaltungen "Leistungselektronik 1 - Grundlagen" sowie "Stromrichtertechnik"

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen
  • Die Studierenden kennen nach der Vorlesung und dazu gehörigen Übungen grundlegende systematische Zusammenhänge zwischen Schalternetzwerk, Kommutierungsprinzip, Steuerverfahren und Eigenschaften leistungselektronischer  Schaltungen.
  • Sie sind in der Lage, leistungselektronische Systeme im elektrischen Energiesystem praktisch zu entwerfen und zu dimensionieren.  Sie können leistungselektronische Schalternetzwerke  in Einheit mit deren Regelstrategie auf unterschiedlichen Abstraktionen beschreiben und die Systemstabilität bewerten. Sie haben einen vollständigen Überblick über alle schaltungstechnischen Möglichkeiten der Leistungselektronik.
Inhalt
  • Ist im Masterstudium angesiedelt und soll die Studierenden an forschungsnahe Themen heranführen. In dieser Veranstaltung wird der systemtheoretische Aspekt der Leistungselektronik betont, und es werden stromrichternahe Reglersynthesealgorithmender Hochleistungsenergiesystem-technik thematisiert. Begleitet wird auch hier die Vorlesung durch Übungen, in denen, bedingt durch die Komplexität des vermittelten Stoffes,  vorwiegend simulative Untersuchungen zur Veranschauli­chung des Stoffes genutzt werden. 

    • Einleitung/Wiederholung  (rotierendes und ruhendes Raumzeigerkoordinatensystem, klas­sische Regelungskonzepte in ruhenden Raumzeigerkoordinaten, Erweiterung der Thematik auf rotierende Raumzeiger in Zylinderkoordinaten)
    • Zeitvariante Fourierreihenentwicklung ( Eingrößensysteme, Verweis auf nichtlineare Elekt­rotechnik-Amplitudenebene, einführendes Bsp. Tiefsetzsteller, Dreileitersysteme, zeitvariante Fourierreihenentwicklung des rotierenden Raumzeigers, d-q-Transformation als Sonderfall)  
    • Mehrfrequente Erregung von bisymmetrischen Dreileitersystemen (Anwendung der Fou­rierreihenentwicklung mit zeitvarianten Koeffizienten auf einen Zweipunkt-Span­nungswechselrichter mit Grundschwingungsmit- und  Grundschwingungsgegensystem-Spannungserregung, Entstehung von zusätzlichen Harmonischen durch nichtlineares Systemverhalten, Ermittlung einer Blockstruktur der Regelstrecke, Reglersynthese zur Kompensation des Gegensystem-Grundschwingungsnetzstromes, Reglersynthese zur Kompensation der zweiten Harmonischen in der Zwischenkreisspannung, Verallgemei­nerung der Syntheseprinzipien - Querverweis auf das Fach Aktive Filter und Leistungs­flussregelung)
    • Parallel- und Reihenkaskadierung ( interleaved-voltage-source-converter (VSC),  flying capacitor Multilevel -VSC, diode clamped Multilevel -VSC, modular multilevel con­verter (MMC), Grundprinzip, Wirkungsweise)
    • Entwurf der stromrichternahen Regelung für einen MMC (Modaltransformation der Topo­logie, Synthese der stromrichternahen Regelung, Netzstromregelung, Zwischen­kreisspannungsregelung, Zwischenkreisspannungszentrierungsregelung, überlagerte Nullstromregelung)
    • Reihenresonanzkonverter ( kapazitive Schaltentlastung, Nullspannungsschalter, Regelste­cke in Zylinderkoordinaten, Einfluss der Koordinatentransformation auf das nichtlineare Streckenverhalten, Synthese der Strombetragsregelung und des Frequenzre­gelkreises zur Abstimmung auf Resonanzfrequenz, überresonanter Betrieb => induktiver Strom zum Umladen der Schaltentlastungskapazitäten, Einsatz bei leistungselektroni­schen HF-Transformatorlösungen)

Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Skript,  Arbeitsblätter, Simulationstools, Anschauungsmaterial, Laborversuche

Literatur

wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrevaluation
Spezifik Referenzmodul
ModulnameLeistungselektronik 2 - Theorie
Prüfungsnummer2100897
Leistungspunkte5
SWS5 (2 V, 2 Ü, 1 P)
Präsenzstudium (h)56.25
Selbststudium (h)93.75
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 (EET), Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2021
ModulnameLeistungselektronik 2 - Theorie
Prüfungsnummer2100897
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)56
Selbststudium (h)94
VerpflichtungWahlmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl