MEC-07-002

Siehe Studienverlaufsplan

Pflicht

Professur Mechatronik

Deutsch / Englisch

Mind. 1 x jährlich

1 Semester

150 Std.

Präsenz: 32 Std. | Selbststudium: ca. 62 Std. | Transfer: ca. 56 Std.

5 CP

Klausur (60 min.) oder Mündliche Prüfung oder Case oder Transferarbeit (6-8 Seiten)

Seminar (Präsenzlehre), ergänzend Selbststudium und Transfer, ggf. E-Learning, Pre- und Post-Reading.

• Überblick Leistungselektronik – Wirkungsweise und theoretische Grundlagen

• Netzgeführte Gleich- und Wechselrichter

• DC/DC-Konverter

• Wechsel- und Drehstromsteller

• Spannungs- und stromgespeiste Wechselrichter

• Weich schaltende Techniken: Einführung in moderne weich schaltende Technologien zur Verbesserung der Effizienz und Reduzierung der Verluste in Leistungselektroniksystemen

• Informationseinrichtungen leistungselektronischer Stellglieder

• Wärmemanagement: Analyse von Techniken zur Wärmeableitung und -verteilung in leistungselektronischen Systemen, einschließlich innovativer Methoden der Energieumsetzung, Wärmespeicherung und Wärmetransport.

• Wärmemanagement für Batterietechnologien

• Thermische Auslegung und Optimierung: Anwendung von Wärmeübertragungsmodellen

• Energieeffizienz und Nachhaltigkeit: Bedeutung von Energieeffizienz und Nachhaltigkeit in der Leistungselektronik, mit Fokus auf die Minimierung von Verlusten und den Einsatz umweltfreundlicher Materialien und Systeme.

• Moderne Antriebssysteme und ihre Anwendungen: Integration von Leistungselektronik in fortschrittliche elektrische Antriebssysteme, insbesondere in Bereichen wie Elektromobilität

• Grid-connected DC and AC converters

• DC/DC converters

• AC and three-phase power controllers

• Voltage-fed and current-fed inverters

• Soft-switching techniques: Introduction to modern soft-switching technologies to improve efficiency and reduce losses in power electronics systems

• Information systems for power electronic actuators

• Thermal Management: Analysis of techniques for heat dissipation and distribution in power electronic systems, including innovative methods of energy conversion, heat storage, and heat transport.

• Thermal management for battery technologies

• Thermal design and optimization: Application of heat transfer models

• Energy efficiency and sustainability: Importance of energy efficiency and sustainability in power electronics, focusing on minimizing losses and using environmentally friendly materials and systems.

• Modern drive systems and their applications: Integration of power electronics into advanced electric drive systems, particularly in areas like e-mobility.

Grundlegende Kenntnisse in den Gebieten: Elektrotechnik
Detaillierte Kenntnisse in den Gebieten: Mathematik

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

• Die wesentlichen Entwicklungstrends im Bereich der Leistungselektronik zu verstehen und zu erläutern.

• Die Nutzwertkriterien der Leistungselektronik zu identifizieren und zu bewerten.

• Methoden zur Durchführung von Entwurfsprozessen für Leistungselektronik anzuwenden und eigenständig umzusetzen.

• Moderne Antriebssysteme zu verstehen und innovative Lösungen in der Integration von Leistungselektronik in elektrische Antriebe zu entwickeln, besonders im Bereich der Elektromobilität.

• Eigenständig anwendungsorientierte Leistungselektroniksysteme zu planen, zu entwerfen und umzusetzen.

• Die passenden Tools und Technologien zur Realisierung von Leistungselektronikprojekten auszuwählen und effektiv einzusetzen.

• Unternehmerisches Denken und Handeln zu entwickeln, um den unternehmerischen Nutzen von Leistungselektronik und Wärmemanagement in verschiedenen Anwendungen zu beurteilen.

• Das erworbene Wissen auf neue Unternehmensbereiche anzuwenden, insbesondere durch die Durchführung der obligatorischen Transferprojekte im Studium.

• Interdisziplinäre Lösungen für komplexe Wärmemanagementprobleme zu entwickeln und zu implementieren.

After successfully completing the module, students will be able to:

• Understand and explain the key development trends in the field of power electronics.

• Identify and evaluate the utility criteria of power electronics.

• Apply methods for conducting design processes for power electronics and implement them independently.

• Understand modern drive systems and develop innovative solutions for integrating power electronics into electric drives, particularly in the field of electromobility.

• Independently plan, design, and implement application-oriented power electronics systems.

• Select and effectively use the appropriate tools and technologies for realizing power electronics projects.

• Develop entrepreneurial thinking and action to assess the business benefits of power electronics and thermal management in various applications.

• Apply the acquired knowledge to new business areas, particularly through the completion of mandatory transfer projects during the studies.

• Develop and implement interdisciplinary solutions for complex thermal management problems.

Verwendbar im Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen

Zum Selbststudium empfiehlt sich den Studierenden folgende Literatur:

• Hagmann, Gert. Leistungselektronik: Grundlagen und Anwendungen in der elektrischen Antriebstechnik. AULA-Verlag GmbH, 2019.

• Schilling, Walter. Die Wechselrichter und Umrichter. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2019.

• Griesinger, Andreas. "Wärmemanagement in der Elektronik." Berlin Heidelberg, Deutschland: Springer Verlag (2019).

• Däschler, A.. Elektrotechnik: Ein Lehrbuch für den Praktiker, Berlin, Boston: De Gruyter, 2020.

Keine