Pulsumrichter für elektrische Antriebe (EAM-Pulsumrichter-V)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Pulse-controlled Converters for Electrical Drives)
(Prüfungsordnungsmodul: Pulsumrichter für elektrische Antriebe)
Modulverantwortliche/r: Jens Igney
Lehrende:
Jens Igney
| Startsemester: |
SS 2021 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
| Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
-
-
Pulsumrichter für elektrische Antriebe
(Vorlesung, 2 SWS, Jens Igney, Mo, 8:15 - 9:45, H15; Ohne Präsenz! Bitte besuchen Sie den folgenden StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs2897361.html)
-
Übungen zu Pulsumrichter für elektrische Antriebe
(Übung, 2 SWS, Shima Khoshzaman, Mi, 14:15 - 15:45, 02.224 Cauerstr.9; Ohne Präsenz! Bitte besuchen Sie den folgenden StudOn-Kurs: StudOn-ID: 252597 und Pfad zum Kurs: Angebote / 5. Tech / 5.2 EEI / Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und Maschinen / Vorlesungen und Übungen / Übungen zu Pulsumrichter für elektrische Antriebe)
Empfohlene Voraussetzungen:
Vorlesung und Übung Leistungselektronik dringend empfohlen
Inhalt:
1. Einleitung
2. Bauelemente
2.1 IGBTs und Dioden
2.2 Entwärmung
2.3 Kondensatoren
2.4 Neue Leistungshalbleiter aus Silizium-Carbid (SiC)
3. Theorie selbstgeführter Stromrichter
3.1 Schaltungen von selbstgeführten Stromrichter
3.2 Grundfrequenzsteuerung
3.3 Trägerverfahren
3.4 Drehzeiger / Raumzeigermodulation
4. Gleichstromsteller
4.1 Tiefsetzsteller
4.2 Hochsetzsteller
4.3 Zweiquadrantensteller
4.4 Vierquadrantensteller
5. Dreiphasiger Pulsumrichter
5.1 Eingansseitige Gleichrichter
5.2 Pulsumrichter für permanenterregte Synchronmaschinen mit Blockstrom
5.3 Motorseitiger Wechselrichter
5.4 Verluste für Pulsumrichter mit sinusförmigen Strom
6. Unerwünschte Effekte
6.1 Niederfrequente Netzharmonische
6.2 Ableitströme und Funkstörspannung
6.3 Kabel, Reflexion, erhöhte Motorspannungen
6.4 Lagerströme
Lernziele und Kompetenzen:
Ziel:
Die Studierenden konzipieren Gleichstromsteller und Pulsumrichter in Abhängigkeit der Antriebsaufgabe und Leistungsanforderung. Sie überschauen die möglichen Betriebsarten, wählen geeignete Betriebsarten aus und berechnen die notwendigen Kenngrößen der Bauteile und Baugruppen, die sie anhand der Informationen der Datenblätter auswählen.
Lernziele
Bauelemente im Pulsumrichter: Die Studierenden beschreiben die wesentlichen Eigenschaften und Funktionsweise der Bauelemente eines Pulsumrichters, wie IGBTs, Dioden und Elektrolyt-Kondensatoren. Sie sind in der Lage, relevante Parameter aus Daten und Kennlinien der Datenblätter dieser Bauelemente zu entnehmen, um damit den Leistungskreis zu konzipieren.
Theorie selbstgeführter Stromrichter. Die Studierenden erläutern die grundsätzliche Funktionsweise eines Pulswechselrichters und die verschiedenen Verfahren zur Ansteuerung, wie Grundfrequenzsteuerung, Sinus-Dreieck-Modulation und Raumzeigermodulation. Sie berechnen Pulsmuster für die verschiedenen Verfahren und zeichnen Spannungs- und Stromzeitverläufe für vorgegebene Betriebspunkte. Sie leiten daraus die Belastung der Bauelemente ab und berücksichtigen dies bei der Konzeption des Leistungskreises.
Gleichstromsteller: Die Studierenden erläutern Aufbau und Funktionsweise von Gleichstromstellern. Sie zeichnen die Spannungs- und Stromzeitverläufe für vorgegebene Betriebspunkte und berechnen deren Parameter. Sie berechnen die Verluste, welche in den Leistungshalbleitern entstehen und konzipieren den Leistungskreis und die Kühlung.
Dreiphasige Pulsumrichter: Die Studierenden benennen die Vorteile und Einsatzbereiche verschiedener Einspeisestromrichter. Sie berechnen die Belastung der Zwischenkreiskondensatoren und die Verluste in den Leistungshalbleitern und konzipieren den Leistungskreis und die Kühlung.
Unerwünschte Effekte: Die Studierenden nennen unerwünschte Effekte, welche durch den Einsatz eines Pulswechselrichters am Motor entstehen und beschreiben mögliche Abhilfemaßnahmen, die sie in ihrer Konzeption berücksichtigen.
Literatur:
Skript
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Pulsumrichter für elektrische Antriebe)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Artificial Intelligence (Master of Science)", "Berufspädagogik Technik (Master of Education)", "Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)", "Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)", "Energietechnik (Master of Science)", "Informatik (Master of Science)", "Mechatronik (Bachelor of Science)", "Mechatronik (Master of Science)", "Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen: