Stromrichtertechnik - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Grundlagen des ingenieurwissenschaftlichen Studiums

Das Spektrum der schaltungstechnischen Möglichkeiten der Stromrichtertechnik wird mit dem Fokus auf Typologien des mittleren bis hohen Leistungsbereiches erweitert.  Die Studierenden sind nach der Vorlesung und dazu gehörigen Übungen in der Lage, komplexe leistungselektronische Schaltungen in natürlichen Koordinaten zu analysieren und gegebenenfalls in modale Koordinaten zu transformieren. Sie können das dynamische Verhalten der Regelstrecke in eine äquivalente Blockstruktur überführen. Dabei haben sie gelernt, die leistungselektronischen Stellglieder vorzugsweise als Mittelwertmodell zu betrachten, die eine für den Regelungszweck geeignete Stellgröße in das System einprägen. Basierend auf dem Streckenmodell können die Studierenden in der Praxis eine für den konkreten Anwendungsfall geeignete Reglerstruktur entwickeln.

• Gleichrichterschaltungen mit kapazitiver Glättung (stationärer Zustand, Lösung der da­bei entstehenden transzendenten Gleichungen durch Fixpunktiteration - Bezug zur nichtlinearen. Elektrotechnik, Berechnung der Netzrückwirkungen, Einführung Elektro­energiequalität, Berechnung der Kenngrößen )
  • Power Factor Correction (PFC) zur Verbesserung der Netzrückwirkung (Notwendigkeit ei­ner Regelung zur Steuerung des Hochsetzstellers, Analyse der Regelstrecke, nichtline­are Streckeneigenschaften, AP-Abhängigkeit der Streckeneigenwerte, Linearisierung um den Arbeitspunkt, lineares Eingangsgrößen-Streckenmodell, Kaskadenregelung)
  • Koordinatentransformation von Mehrleitersystemen (jordanische Normalform von ZDGL's - Bezug zur Regelungstechnik, Modale Ersatzschaltbilder, Notwendigkeit der Transformation von Systemgrößen in d-q-Koordinaten.
  • Modulationsarten (Unterschwingungsverfahren, Supersinusmodulation ,Vektormodulator, optimierte Pulsmuster, Mittelwertmodell für Reglerstruktursynthese)
  • Netzstromregelung mit überlagerter Zwischenkreisspannungsregelung (Anwendung zur Netzanbindung regenerativer Energiequellen bzw. Energiespeicherlösungen, Strecken­modell in nat. Koordinaten, Transformation in modale Koordinaten, rot. Raumzeiger-ESB, Transformation in d-q-Koordinaten, Blockstruktur der (nichtlinearen Regelstre­cke), Analyse der Streckeneigenschaften, Parallel- bzw. Serien­entkopplungs­regler, Netzstromvektorregelung - unterlagert, Zwischenkreisspannungsregler-überlagert, Kas­kadenregelung, ordnungsreduziertes Modell, quasikontinuierlicher Entwurf)
  • Inselnetzregelung ( Notwendigkeit, Einsatz,Systematischer Blockstrukturentwurf der Re­gelstrecke, Reglerstruktursynthese, Vektorstromregelung mit überlagertem Konden­satorspannungsregler,
    Nullkomponentenregler für vierphasige Spannungswechselrichter)
     
    

• Skript
• Arbeitsblätter
• Simulationstools
• Anschauungsmaterial
• Laborversuche

wird in der Veranstaltung bekannt gegeben