Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, typische Mittelspannungsumrichter, speziell Multi-Cell/Multi-Level Systeme zu verstehen, zu simulieren und zu dimensionieren. Weiters sind sie in der Lage, solche Umrichter-Systeme kompetitiv zu vergleichen. Sie verstehen die EMV-Problematik und die Erdungskonzepte bei Umrichtern, die direkt im Mittelspannungsnetz angeschlossen sind, und speziell bei Mittelspannungsantrieben, die direkt ohne Transformator ans Netz angeschlossen werden. Schliesslich haben sie einen tiefen Einblick in die Anwendungen und die unterliegenden langjährigen Markt- und Technologietrends gewonnen.
Überblick über die Strukturen der Stromversorgung, speziell Schaltnetzteile, Details zu Drosselwandlern, Transformatorwandlern, Resonanzwandlern, Ansteuerungen, Bauteile und Funkentstörungen. Beschreibung und Erklärung der Strukturen und ihrer Funktionsweisen, Analyse der Übertragungsfunktionen und der Steuerungskennlinien als Grundlage für Strom- und Spannungsregelungen.
Im Zentrum der Lehrveranstaltung stehen moderne Mittelspannungs-Umrichter, typisch in einem Spannungsbereich 3 kV bis 50 kV und einem Leistungsbereich 1MW aufwärts. Detailliert diskutiert, berechnet und simuliert werden u.a. grid-transformer connected 2-level converter, multi-level NPC converter, multi-level flying capacitor converter, Hybrid-ANPC converter, MMC, high-power diode and thyristor converter with multi-pulse transformer, grid transformer vs. medium frequency transformer (MFT), MV grid standards, Solid State Transformer (SST). Ebenfalls diskutiert werden die typischen Anwendungen in exponentiell wachsenden Märkten, speziell PV-Solar, Mittelspannungsantriebe, Windkraft, Wasserstoffproduktion und -speicherung, Elektromobilität (EV), Daten- und Rechenzentren, «grüner» Stahl, und schliesslich die Treiber für Mittelspannungsleistungselektronik, konkret Märkte, politische Randbedingen und modernste Technologien.
Die Lehrveranstaltung findet in Präsenz statt. Es ist eine Anmeldung über TISS erforderlich.
Alle angemeldeten Teilnehmerinnen und Teilnehmer können die Präsentationsfolien über TISS downloaden (Urheberrecht beachten!).
Als Simulationssoftware wird im Rahmen der Übungen der freie Leistungselektronik-Schaltungssimulator VokiDrill verwendet, der auf TISS heruntergeladen werden kann, und unter Java läuft (Installation der JDK 11 oder aufwärts ist erforderlich, z.B. von https://jdk.java.net/). Sollte jemand keinen eigenen Rechner haben, stellt das Institut im Rahmen der Übungen einen Computer zur Verfügung.
Es wird derzeit noch kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten. Der Unterricht erfolgt anhand von Folien, die nach Anmeldung über TISS heruntergeladen werden können. Die Übungsbeispiele in Form von Simulationsmodelldateien werden im Rahmen der jeweiligen Übung vom Vortragenden zur Verfügung gestellt.
Diese Lehrveranstaltung ist Teil 2 der drei Leistungselektronik-Schwerpunktvorlesungen 372.033, 370.031 und 370.030. Teil 1 (372.033) ist die Leistungselektronik-Grundlagenvorlesung und ihr erfolgter Besuch entsprechend Voraussetzung für den Besuch dieser Lehrveranstaltung. Alternativ zählt jedoch auch eine zu 372.033 vergleichbare abgeschlossene Lehrveranstaltung an einer anderen Universität oder eine Leistungselektronik-fokussierte vergleichbare Ausbildung an z.B. einer HTL.
Bitte kontaktieren Sie den Vortragenden, falls Sie die Lehrveranstaltung 372.033 nicht besucht haben, und diese Lehrveranstaltung trotzdem besuchen möchten.
