Technische Universität Ilmenau

Nichtlineare Elektrotechnik - 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 200666 - allgemeine Informationen
Modulnummer200666
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer2161 (Leistungselektronik und Steuerungen in der Elektroenergietechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Albrecht Gensior
SpracheDeutsch
TurnusSommersemester
Vorkenntnisse

Mathematik, Grundlagen der Elektrotechnik, Lineare Netzwerktheorie

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Nachdem die Studierenden die Veranstaltung besucht haben, können sie Bauelemente der Elektrotechnik durch nichtlineare Modelle beschreiben.

Sie können grundsätzliche Kenntnisse der Approximation und Interpolation von Kennlinien auf gegebene Messwerttabellen anwenden.

Die Studierenden sind nach Besuch der Lehrveranstaltung in der Lage, nichtlineare Gleich- und Wechselstrom-Netzwerke - gegebenenfalls unter Einbeziehung iterativer Methoden - zu berechnen. 

Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls nichtlineare Differentialgleichungssysteme zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens elektrischer Netzwerke klassifizieren und die dafür notwendigen speziellen Lösungsalgorithmen vorschlagen.

Nach dem Besuch der Vorlesung können die Studierenden die erworbenen Kenntnisse über die Stabilität nichtlinearer elektrischer Netzwerke zusammenfassen und Bifurkationsphänomene berechnen. 

Nach Beendigung der Veranstaltung können die Studierenden die eigenen Leistungen und die ihrer Kommilitonen richtig einschätzen und bewerten. 

Sie sind in der Lage, fachübergreifend nichtlineare Phänomene aus Technik und Gesellschaft zu interpretieren und deren grundsätzliche Lösbarkeit unter Berücksichtigung der Fehlertoleranzen einzuschätzen.

Inhalt
  • Einführung (nichtlin. Probleme aus Wissenschaft und Technik   Grundbegriffe, Grundelemente)
  • Beschreibung  nichtlinearer Netzwerkelemente (nichtlin. Widerstand, nichtlin. Induktivi¬tät, nichtlin. Kapazität, mech. Analogon - Raketengleichung, Modellierung nichtlinearer Zweipol- und gesteuerter Mehrpolelemente)
  • Energie/Koenergie, Leistungsbetrachtungen
  • Approximation und Interpolation nichtlinearer Bauelemente-Kennlinien ( Rektifikation, kleinste Fehlerquadrate, lineare und nichtlineare Interpolation)
  • Nichtlinearere elektrische Netzwerke ( einfache resistive Netzwerke, Lösung mit Fix¬punktiteration bzw. Newton-Raphson-Algorithmus) 
  • Nichtlineare Elemente bei sinusförmiger Aussteuerung (Stromflusswinkel- Dreiordinaten- bzw. Fünfordinatenverfahren, Berechnung des stationären Betriebes von Gleichrichterschaltungen, zeitvarianter Fourierreihenansatz zur frequenzselektiven Analyse von transienten Betriebszuständen)   
  • Nichtlineare dynamische Netzwerke (Gleichgewichtszustände und Bestimmung der Klein-signalstabilität (Taylorreihenentwicklung der nichtlin. ZDGL), Methode der Phasenebene, Großsignalstabilität, Parametervariation nach Van der Pol, Methode der Amplitudenebene, Oszillatoren mit Bezug auf das Elektroenergiesystem  usw., Bifurkationsphänomene, Chaos)
Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Tafelbild, Präsentation

Literatur

[1] Philippow, E.: Nichtlineare Elektrotechnik, Akademische Verlagsgesellschaft Leipzig, 1971

[2] Chua, L. O.; Desoer, Ch.; Kuh, E.: Linear and Nonlinear Circuits, Mc Graw Hill, 1987

[3] Hasler, M.; Neiryck, J.: Nonlinear Circuits, Artech House Inc., 1986

Lehrevaluation
Spezifik Referenzmodul
ModulnameNichtlineare Elektrotechnik
Prüfungsnummer2101045
Leistungspunkte5
SWS4 (2 V, 2 Ü, 0 P)
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 90 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 2021
ModulnameNichtlineare Elektrotechnik
Prüfungsnummer2101045
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlmodul
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl