Technische Universität Ilmenau

Stromrichtertechnik - 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 Stromrichtertechnik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
Modulnummer200556
Prüfungsnummer2100898
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer 2161 (Leistungselektronik und Steuerungen in der Elektroenergietechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Albrecht Gensior
TurnusSommersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)56
Selbststudium (h)94
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
Vorkenntnisse

Grundlagen des ingenieurwissenschaftlichen Studiums

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

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.

InhaltVollzieht 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)
       
Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form
  • Skript
  • Arbeitsblätter
  • Simulationstools
  • Anschauungsmaterial
  • Laborversuche
Literatur

wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrevaluation