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Lehrveranstaltungen

Alle Lehrveranstaltungen im Überblick

Vorlesung

Dozent

Dr.-Ing. Daniel Kübrich

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Wintersemester

Voraussetzung

Modul EMV, Modul EMV-Messtechnik wäre hilfreich

Literatur

Skript zur Vorlesung EMV

In der Vorlesung werden die Lerninhalte der Vorlesungen Elektromagnetische Verträglichkeit und EMV-Messtechnik mit Hilfe von Fallstudien vertieft. Zu diesem Zweck werden verschiedene handelsübliche Geräte unter EMV-Gesichtspunkten analysiert. Die erzeugten Emissionen werden messtechnisch erfasst, mit vorgeschriebenen Grenzwerten verglichen und die durchgeführten Entstörmaßnahmen werden im Hinblick auf ihren Aufwand und ihre Wirksamkeit diskutiert.

Weitere Informationen und Downloads sind im StudOn zu finden!

Vorlesung

Dozent

Prof. Dr.-Ing. T. Dürbaum

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Wintersemester

Literatur

Begleitende Arbeitsblätter samt Literaturangabe
Fundamentals of Power Electronics, Erickson W. Robert, Springer Verlag

In dieser Vorlesung werden die weiterführenden Konzepte der Schaltnetzteiltechnologie behandelt. Nach einer kurzen Wiederholung der Schaltverluste werden folgende Methoden zur Reduktion derselben beispielhaft erörtert:

  • Nicht dissipative Entlastungsnetzwerke
  • Schalter-resonante Konverter (QRC-ZCS, QRC-ZVS)
  • Last-resonante Konverter (FHA, eFHA, SPA)
  • Vollbrücke mit Regelung mittels Phasenverschiebung
  • Konverter mit aktiver Klemmschaltung
  • PWM-Konverter mit resonanten Schaltübergängen

Übung

Dozent

Wissenschaftliche Mitarbeiter des Lehrstuhls

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Wintersemester

Voraussetzung

gleichzeitiger Besuch der Vorlesung

Literatur

Unterlagen zur Vorlesung
Übungsblätter

Die Übung vertieft die in der Vorlesung erarbeiteten Methoden an zusätzlichen Beispielen und demonstriert diese an praktischen Aufbauten.

Weitere Informationen und Downloads sind im StudOn zu finden!

Vorlesung

Dozent

Dr.-Ing. Daniel Kübrich

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Sommersemester

Literatur

Skript zur Vorlesung

Diese Vorlesung dient als Einführung in die grundlegende Problematik der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Es werden sowohl die Störemissionen, d.h. die Störaussendung auf Leitungen und als Abstrahlung als auch die Empfindlichkeit von elektronischen Geräten gegenüber den von außen kommenden Störungen betrachtet. Ausgehend von den in den unterschiedlichen Frequenzbereichen maximal zugelassenen Störpegeln werden neben den jeweils anzuwendenden Messverfahren insbesondere die technischen Möglichkeiten im Vordergrund stehen, die zur Reduzierung der Störemissionen bzw. zur Erhöhung der Störfestigkeit von Schaltungen beitragen.

Übung

Dozent

Dr.-Ing. Daniel Kübrich

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

gleichzeitiger Besuch der Vorlesung

Literatur

Skript zur Vorlesung
Übungsblätter

Weitere Informationen und Downloads sind im StudOn zu finden!

Vorlesung

Dozent

Dr.-Ing. H. Roßmanith

richtet sich an

Studenten im Masterstudiengang

Semesterwochenstunden

2 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

Grundkenntnisse in Elektromagnetischer Verträglichkeit

Literatur

Skript zur Vorlesung

 

Einführung in die EMV-Messtechnik

Erläuterung und praktische Erprobung von Messmethoden für

  1. entwicklungsbegleitende Tests
  2. normenkonforme Tests

der elektromagnetischen Verträglichkeit.

Vorstellen, Bedienen und Charakterisieren der verwendeten Messgeräte und Komponenten

Gesetzliche und normative Grundlagen

Übung

Dozent

Dr.-Ing. H. Roßmanith

richtet sich an

Studenten im Masterstudiengang

Semesterwochenstunden

2 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

gleichzeitiger Besuch der Vorlesung

Literatur

Unterlagen zur Vorlesung
Übungsblätter

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Vorlesung

Dozent

Prof. Dr.-Ing. T. Dürbaum

richtet sich an

Studenten im Grundstudium

Semesterwochenstunden

3 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

Grundkenntnisse in Differential- und Integralrechnung sowie im Rechnen mit Vektoren und komplexen Zahlen sind für die Vorlesung von Vorteil.

Literatur

Unterlagen zur Vorlesung

  • Albach: Grundlagen der Elektrotechnik Teil 1 und Teil 2
    Pearson-Studium
  • Pregla: Grundlagen der Elektrotechnik (6. Auflage, 2001)
    Dr. Alfred Hüthig Verlag GmbH Heidelberg
  • Linse: Elektrotechnik für Maschinenbauer (9. Auflage, 1992)
    B. G. Teubner Verlag Stuttgart
  • R. Busch: Elektrotechnik und Elektronik für Maschinenbauer und Verfahrenstechniker (2. Auflage, 1994)
    B. G. Teubner Verlag Stuttgart

Die Vorlesung setzt sich zusammen u.a. aus:

Physikalische Grundlagen

    • Elektrische Ladung, Coulombsches Gesetz, elektrostatisches Feld, Spannung, Potential, Materie im elektrischen Feld, Kapazität
    • Stationäres elektrisches Strömungsfeld, Stromdichte, Stromstärke, Ohmsches Gesetz
    • Stationäres magnetisches Feld, magnetische Flussdichte, magnetischer Fluss, Lorentz-Kraft, Materie im Magnetfeld
    • Induktionsgesetz
    • Durchflutungsgesetz

Analyse von Schaltungen mit linearen Elementen

    • Kirchhoffsche Gesetze
    • Einfache Schaltungen mit ohmschen Widerständen (Reihen- und Parallelschaltung, Spannungsteiler, Stromteiler, Brückenschaltung, …)
    • Knotenpotential-Analyseverfahren
    • Leistung und Energie
    • Komplexe Wechselstromrechnung, Zeigerdiagramme, Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Leistungsfaktor, Effektivwert, Dreiphasen-Wechselstrom

Elektronische Bauelemente und Schaltungen

    • Eigenleitung
    • Störstellenleitung durch Dotierung mit Donatoren bzw. Akzeptoren
    • Stromloser und stromführender pn-Übergang
    • Gleichrichterdiode
    • Bipolar-Transistor
    • Feldeffekt-Transistor
    • Einstufiger Verstärker in Emitterschaltung
    • Kollektorschaltung (Emitterfolger)
    • Operationsverstärker

Elektromechanische Energieumformung

    • Gleichstrommaschinen (Fremderregung, Nebenschluss, Reihenschluss)
    • Drehfeldmaschinen (Synchron- und Asynchronmaschine

Übung

Dozent

Wissenschaftliche Mitarbeiter des Lehrstuhls

richtet sich an

Studenten im Grundstudium

Semesterwochenstunden

1 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

gleichzeitiger Besuch der Vorlesung

Literatur

Unterlagen zur Vorlesung

 

Den Stoff der Vorlesung begleitende Übungsaufgaben. Verwendung finden auch ehemalige Prüfungsaufgaben.

 

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Vorlesung

Dozent

Dr.-Ing. H. Roßmanith

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Wintersemester

Literatur

Begleitende Arbeitsblätter

Bei der Vorentwicklung und Entwicklung von elektrischen Anlagen und Geräten werden immer häufiger Feldberechnungsprogramme eingesetzt. Das ist zum einen notwendig, wenn die gewünschte Funktion des Geräts von magnetischen und elektrischen Feldern abhängt. Zum anderen sollen Effekte in Geräten wie unerwünschte Abstrahlung und Einstrahlung von elektromagnetischen Feldern ebenfalls im Vorfeld untersucht werden.

Diese Vorlesung soll die Fähigkeit vermitteln, Feldberechnungsprogramme einzusetzen, wobei elektromagnetische Feldprobleme im Vordergrund stehen. Gleichzeitig soll ein besseres Verständnis elektromagnetischer Feldprobleme erreicht werden.

In drei Lehreinheiten werden verschiedene Verfahren zur Lösung von Feldproblemen vorgestellt:

  • Das Finite-Elemente-Verfahren (FEM) am Beispiel von Comsol
  • Die Methode der partiellen Elemente (PEEC) am Beispiel von FastHenry
  • Die FDTD-Methode (Finite Differences Time Domain) am Beispiel von CST Microwave Studio

In weiteren Lehreinheiten werden am Beispiel von COMSOL die Bedienung und das typische Vorgehen bei Feldberechnungsprogrammen behandelt:

  • Benutzerschnittstelle
  • Auswahl des Modells
  • mögliche Randbedingungen
  • Lösungsmethoden (direkte, indirekte Solver)
  • Auswertung (Mawxellsche Spannungen, virtuelle Verrückung)
  • Programmierschnittstelle und Kopplung mit MATLAB oder SPICE
  • Eigenwertprobleme
  • Kopplung elektromagnetischer Probleme mit thermischen Problemen

Ein Großteil der Übungen besteht darin, am Rechner anhand des Finite-Elemente-Programms COMSOL den Vorlesungsstoff praktisch anzuwenden und Erfahrung bei der Bedienung einer Feldberechnungssoftware zu gewinnen.

Übung

Dozent

Dr.-Ing. H. Roßmanith

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Wintersemester

Voraussetzung

gleichzeitiger Besuch der Vorlesung

Literatur

Unterlagen zur Vorlesung
Übungsblätter

Weitere Informationen und Downloads sind im StudOn zu finden!

Vorlesung

Dozent

Prof. Dr.-Ing. T. Dürbaum

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Sommersemester

Literatur

Begleitende Arbeitsblätter
Fundamentals of Power Electronics, Erickson W. Robert, Springer Verlag

In dieser Vorlesung werden die Prinzipien der hochfrequent getakteten leistungselektronischen Schaltungen behandelt. Neben den unterschiedlichen Netzteiltopologien werden insbesondere die verschiedenen durch die hochfrequente Betriebsweise entstehenden Probleme behandelt.

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Netzteiltopologien
    • DC-DC Wandler
    • AC-DC-Wandler
    • Pulsweitensteuerung
  • Bauelemente
    • Aktive Bauelemente, insbesondere Schalttransistoren
    • Passive Bauelemente, insbesondere Spulen und Transformatoren
  • Verlustmechanismen
    • Leitungsverluste
    • Schaltverluste
    • Entlastungsnetzwerke für Halbleiter
  • Regelungsstrategien

Übung

Dozent

Wissenschaftliche Mitarbeiter des Lehrstuhls

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

2 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

gleichzeitiger Besuch der Vorlesung

Literatur

Unterlagen zur Vorlesung
Übungsblätter

In den Übungen wird der Vorlesungsstoff mit praxisorientierten Beispielen vertieft.

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Vorlesung

Dozent

Prof. Dr.-Ing. T. Dürbaum

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

3 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

Vorlesung „Leistungselektronik“ und Vorlesung „Schaltnetzteile“ sehr empfehlenswert

Literatur

Begleitende Arbeitsblätter und in diesen angegebene Literatur

Der Entwurf von Schaltnetzteilen setzt in der heutigen Zeit die Simulation von relevanten Topologien voraus. Im ersten Teil der Vorlesung werden sowohl notwendige Grundlagen als auch mögliche Simulationsstrategien und Tools erläutert.

Im Einzelnen wird auf folgende Punkte eingegangen:

  • Analytische Simulation von PWM-Konvertern
  • Simulation von PWM-Konvertern unter Zuhilfenahme von gemittelten Schaltermodellen (ASM und ASIM)
  • Grundschwingungsanalyse (FHA und eFHA) zur Beschreibung resonanter Konverter
  • Zustandsraumbeschreibung (State-Plane-Analyse) resonanter Konverter
  • Detailbetrachtungen, Vergleich mit Hardware, Schaltverluste

Im zweiten Teil der Vorlesung werden mögliche Systemmodellierungen gezeigt, die sowohl Aufschluss über das Kleinsignal- und Großsignalverhalten als auch über das transiente Verhalten geben und damit die Anwendung von herkömmlichen regelungstechnischen Ansätzen erlauben.

Der zweite Teil der Vorlesung gliedert sich folgendermaßen:

  • Anwendung von ASM und ASIM zur Bestimmung der Kleinsignalübertragungsfunktion
  • Mittelung im Zustandsraum (State-Space-Averaging) zur Bestimmung der Kleinsignalübertragungsfunktion
  • Aufgaben eines Regel-ICs für ein getaktetes Netzteil

Übung

Dozent

Wissenschaftliche Mitarbeiter des Lehrstuhls

richtet sich an

Studenten im Hauptstudium

Semesterwochenstunden

1 SWS im Sommersemester

Voraussetzung

gleichzeitiger Besuch der Vorlesung

Literatur

Unterlagen zur Vorlesung
Übungsblätter

In den Übungen wird der Vorlesungsstoff mit praxisorientierten Beispielen vertieft.

Weitere Informationen und Downloads sind im StudOn zu finden!