Technische Universität Ilmenau

Power Electronic 2 - Theory - Modultafeln of TU Ilmenau

The module lists provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.

Please refer to the respective study and examination rules and regulations for the legally binding curricula (Annex Curriculum).

You can find all details on planned lectures and classes in the electronic university catalogue.

Information and guidance on the maintenance of module descriptions by the module officers are provided at Module maintenance.

Please send information on missing or incorrect module descriptions directly to modulkatalog@tu-ilmenau.de.

module properties module number 200555 - common information
module number200555
departmentDepartment of Electrical Engineering and Information Technology
ID of group2161 (Power Electronics and Control)
module leaderProf. Dr. Albrecht Gensior
languageDeutsch
term Sommersemester
previous knowledge and experience

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

learning outcome
  • 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.
content
  • 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)

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

Skript,  Arbeitsblätter, Simulationstools, Anschauungsmaterial, Laborversuche

literature / references

wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

evaluation of teaching
Details reference subject
module namePower Electronic 2 - Theory
examination number2100897
credit points5
SWS5 (2 V, 2 Ü, 1 P)
on-campus program (h)56.25
self-study (h)93.75
obligationobligatory module
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants
Details in degree program Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 (EET), Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2021
module namePower Electronic 2 - Theory
examination number2100897
credit points5
on-campus program (h)56
self-study (h)94
obligationelective module
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants