Power Elec­tron­ics

Die Aufgabe der Leistungselektronik ist die Umformung zwischen verschiedenen elektrischen Energieformen mit Hilfe elektronischer Schaltungen. Die Vorlesung führt in die Prinzipien der modernen Leistungselektronik und ihrer Aufgabenstellungen ein. Die wesentlichen Grundschaltungen werden erörtert und analysiert und typische Anwendungen aus Industrie, Energiewirtschaft und Verkehrstechnik erläutert.

The task of power electronics is the conversion between various kinds of electrical energy by means of electronic circuits. The lecture introduces the modern power electronic principles and their tasks. The basic power electronic circuits are introduced and analyzed. Typical application examples from the fields of industry, energy and transportation are discussed.

• Idealisierung leistungselektronischer Schaltungen als schaltende Netzwerke
• Grundschaltungen selbstgeführter Stromrichter: Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller
• Grundschaltungen fremdgeführter Stromrichter
• Kommutierung, Entlastungsschaltungen
• Mittelwertmodellierung
• Pulsweitenmodulation, Strom- und Spannungsschwankungen, Oberschwingungen
• Thermische Modellierung und Auslegung
• Beispielanwendungen aus den Bereichen Bahn, Straßenfahrzeuge, Industrie und Energieerzeugung und -verteilung

• Modeling power electronic circuits as idealized switching networks
• Basic circuits of self-commutated converters: Buck and boost converters
• Basic circuits of line- and load-commutated converters
• Commutation, snubber circuits
• State-Space averaging
• Pulse width modulation, current and voltage ripples, harmonics
• Application examples from railway, automotive, industry, and energy generation and distribution

Fachkompetenz / Domain competence:

• Verständnis moderner Prinzipien elektrischer Energieumformung
• Kompetenz zur Beurteilung, Auswahl und Auslegung leistungselektronischer Schaltungen

• Understanding the modern principles of electrical energy conversion
• Competence to evaluate, select and design power electronic circuits

Fachübergreifende Kompetenzen / Key qualifications:

Die Studenten

• lernen die erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten disziplinübergreifend einzusetzen,
• erweitern ihre Kooperations- und Teamfähigkeit sowie Präsentationskompetenz bei der Bearbeitung von Übungen,
• erlernen Strategien zum Wissenserwerb durch Literaturstudium und Internetnutzung,
• erwerben eine fachbezogene Fremdsprachenkompetenz.

The students

• learn to transfer the learned skills also to other disciplines,
• extend their cooperation and team capabilities as well as the presentation skills in the context of solving the exercises,
• learn strategies to acquire knowledge from literature and internet.

• Vorlesung mit Wechsel aus Tafelanschrieb und vorbereiteter Präsentation
• Gruppenübungen
• Rechnerübungen im Computerraum

• Lecture using blackboard as well as prepared slides
• Exercises within the group
• Exercises in the computer room

Keine / None

Keine / None

Schriftliche Prüfung / written exam

Englisch / English

Vorlesungsfolien und Skript, weitere Literaturempfehlungen werden in der Vorlesung bekannt geben.

Lecture notes, slides. Other literature will be given in the lecture

• J. Böcker: Skript/lecture notes: Leistungselektronik
• D. Schröder: Elektrische Antriebe, Band 4: Leistungselektronische Schaltungen, Springer, 1998
• N. Mohan, T. Undeland, W. Robbins: Power Electronics - Converters, Applications and De-sign, John Wiley & Sons, Inc., 2. Edition, 2001
• R. Erickson, D. Maksimovic: Fundamentals of Power Electronics, Kluver Academic Publish-ers, 2. Edition, 2001