Lehrver­anstaltung

LE - Leistungselektronik

PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: LE

Version: 2 | Letzte Änderung: 13.09.2019 18:23 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben

Langname Leistungselektronik
Anerkennende LModule LE_BaET
Verantwortlich
Prof. Dr. Christian Dick
Professor Fakultät IME
Niveau Bachelor
Semester im Jahr Sommersemester
Dauer Semester
Stunden im Selbststudium 60
ECTS 5
Dozenten
Prof. Dr. Christian Dick
Professor Fakultät IME
Voraussetzungen Komplexe Wechselstromrechnung für lineare AC-Anwendungen (Grundgebiete Elektrotechnik)
Integralrechnung abschnittsweise definierter Funktionen (Mathematik)
Fourieranalyse (Verständnis orthogonaler Funktionen zur Wirk- und Blindleistungsbestimmung
Unterrichtssprache deutsch, englisch bei Bedarf
separate Abschlussprüfung Ja
Literatur
Mohan; Undeland; Robbins: Power Electronics – Converters, Applications and Design Wiley Verlag, USA
Online Kurs der ETH Zürich: www.ipes.ethz.ch
Abschlussprüfung
Details
Aufgrund der erwarteten Teilnehmerzahl wird geplant die summarische Prüfung als Klausur durchzuführen, im Einzelfall auch strukturierte mündliche Prüfung. Die Klausur stellt sicher, dass jeder Studierende auch individuell die Ziele des L.O. erreicht hat.

Diese summarische Prüfung geht zu 80% in die Gesamtnote ein. Die verbleibenden 20% Gewichtung bilden sich aus einem bewerteten Praktikum.
Mindeststandard
Saubere Trennung von Mittelwerten, Effektivwerten und zeittransienten Signalen.

Sauberes Umgehen mit den Bauelementegleichungen passiver Komponenten bei zeittransienten Signalen.

Verständnis über den geschalteten Charakter der Elektronik (wann leitet welcher Halbleiter), und warum wird geschaltet (->Energieeffizienz).
Prüfungstyp
Aufgrund der erwarteten Teilnehmerzahl wird geplant die summarische Prüfung als Klausur durchzuführen, im Einzelfall auch strukturierte mündliche Prüfung. Die Klausur stellt sicher, dass jeder Studierende auch individuell die Ziele des L.O. erreicht hat.

Diese summarische Prüfung geht zu 80% in die Gesamtnote ein. Die verbleibenden 20% Gewichtung bilden sich aus einem bewerteten Praktikum.

Lernziele
Kenntnisse
Grundlagen (Bauelemente, Pulsweitenmodulation, Beschreibung von Signalen, Steady-State Analyse, Netzrückwirkungen)

Selbstgeführte DC-DC Konverter (Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller, Hoch-Tiefsetzsteller, Zweiquadrantensteller, H4-Brücke als DC-DC Wandler)

Selbstgeführte Wechselrichter und Gleichrichter (H4-Brücke als DC-AC Wandler, DreiphasigePulswechselrichter)

Ausblick: Thyristorbasierte Leistungselektroniken
Fertigkeiten
Der Studierende hat er ein grundsätzliches Urteilsvermögen, ob für eine bestimmte technische Anwendung Leistungselektronik zum Einsatz kommen sollte, oder nicht. Dem Studierenden ist die Bedeutung der Leistungselektronik für die Themen Automatisierung, Energietechnik, und Energieeffizienz bewusst.

Die Studierenden kennen die Funktionsweise der wichtigsten Konverter. Sie sind mit den Begriffen zur Beschreibung und Charakterisierung leistungselektronischer Schaltungen vertraut.

Konkrete gegebene leistungselektronische Schaltungen kann der Studierende bzgl. Effizienz, Rückwirkungen und Bauteilaufwand analysieren und diskutieren.

Die Reihe der zur Vorlesung notwendigen Werkzeugkasten-themen (THD-Berechnung, Halbleiterbauelemente, …) kann der Studierende vollständig anwenden.
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Vorlesung 2
Übungen (ganzer Kurs) 0
Übungen (geteilter Kurs) 2
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
Komplexe Wechselstromrechnung beherrschen, Wirk- und Blindleistung (Grundschwingungsblindleistung), Hohes Verständnis von Integralrechnung bei abschnittsweise definierten Funktionen, Fourierreihe als Basis für Orthogonalität von Signalen
Begleitmaterial
Vorlesungsskript, Übungsskript
Simualationstool für einfache Schaltungen mit Beschreibung
Separate Prüfung
keine

Lernziele
Kenntnisse
Gleichrichterschaltungen, Selbstgeführte Wandler, Bewertung von Filtereigenschaften
Fertigkeiten
Umgang mit einem Simulationstool, Schaltungsaufbau, Umgang mit Laborequipment wie Oszilloskop etc..., Ausarbeitung von technischen Praktikumsberichten
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Praktikum 1
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
Komplexe Wechselstromrechnung beherrschen, Wirk- und Blindleistung (Grundschwingungsblindleistung), Hohes Verständnis von Integralrechnung bei abschnittsweise definierten Funktionen, Fourierreihe als Basis für Orthogonalität von Signalen
Begleitmaterial
Praktikumsunterlagen
Separate Prüfung
Prüfungstyp
Fachgespräch (Interview) zu besonderen Fragestellungen in Szenario, Projektaufgabe oder Literaturrecherche
Details
1. Teilnote: Eingangstestat. Es wird abgefragt, inwieweit der Studierende vorbereitet ist und die Inhalte so weit verstanden hat, so dass die Teilnahme sinnvoll ist. Gute Beiträge, auch gute Fragen, werden mitbewertet.

2. Teilnote: Während der Praktikumsdurchführung fragen die Praktikumsbetreuer diverse Sachen ab, aber insbesondere."Was machen Sie gerade?" Die Beantwortung geht in die Bewertung ein.

3. Teilnote: Nach der Praktikumsdurchführung wird eine Ausarbeitung angefertigt und beurteilt.

Das Gespräch und die Beobachtung der Praktikumsdurchführung wird als Wesentliche Form angesehen, um Kompetenz der Studierenden zu erkennen.
Mindeststandard
Die Studieren zeigen, dass Sie sich vorbereitet haben, dass sie im Vorfeld verstanden haben, was der Praktikumsgegenstand ist und sie arbeiten im praktikum aktiv mit.

Impressum
Datenschutzhinweis
Haftungshinweis
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME

© 2022 Technische Hochschule Köln