Technische Universität Ilmenau

Power Electronic Systems - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties module number 200556 - common information
module number200556
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

learning outcome

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.

contentVollzieht den Übergang von der stationären Analyse des Leistungselektronischen Stellgliedes hin zur dynamischen Beeinflussung einer Regelstrecke. Ausgehend von der Blockstruktur der Regel­strecke erfolgt unter Einbeziehung des leistungselektronischen Stellgliedes (meist Mittelwertmo­dell) der Regler­strukturentwurf. Die Übungen vertiefen den behandelten Stoff - sofern  möglich - durch ein Bsp. mit Zahlenwertrechnung. Bei  umfangreicheren Systemen erfolgt der Übergang zur simulativen Problem­lösung. Matlab-Modelle zur Vertiefung der entsprechenden Themen­komplexe sind vorhanden. 
  • 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)
       
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 Systems
examination number2100898
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 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
module namePower Electronic Systems
examination number2100898
credit points5
on-campus program (h)56
self-study (h)94
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