Elektrische Energietechnik

Praktikum Elektrische Antriebstechnik MA Dozentinnen/Dozenten: Marco Eckstein, Sara Hosseini, Shima Tavakoli Angaben: Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: Anmeldung nur über StudOn, die Vorbesprechung findet online statt, Versuchsdurchführung ist wahlweise online möglich Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-2 Voraussetzungen / Organisatorisches: Modul Energie- und Antriebstechnik Vorteilhaft zusätzlich Vorlesung Elektrische Antriebstechnik I und II, Leistungselektronik Link zur Anmeldung: https://www.studon.fau.de/cat2637009.html Link zum Studon Kurs: https://www.studon.fau.de/crs1042092.html Inhalt: Das Praktikum dient zur Vertiefung und praktischen Anwendung des in den Vorlesungen auf dem Gebiet der Antriebstechnik erarbeiteten Stoffes. Es werden vier Versuche in Vierer- bis maximal Fünfer-Gruppen durchgeführt. Vor Beginn der Praktikumsversuche findet eine Einführungsveranstaltung zur verwendeten Meßtechnik und zur Programmierung speicherprogrammierbarer Steuerungen statt. Kurzbeschreibung der Versuche: Transistorsteller (V1) In diesem Versuch werden die verschiedenen Varianten der Gleichstromsteller gezeigt: Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller, Zwei- und Vierquadrantensteller. Alle Varianten werden mit IGBTs und Dioden im Leistungsteil aufgebaut. Die Steuerung erfolgt mit Hilfe eines Pulsweitenmodulators. Die Steller speisen eine Gleichstrommaschine, die mit Hilfe einer anderen Gleichstrommaschine belastet werden kann. Durch diesen Versuchsaufbau ist es möglich, Ansteuerverfahren und Funktionsweisen kennenzulernen, Kennlinien und Wirkungsgrade experimentell zu ermitteln. Stationäres Betriebsverhalten einer Asynchronmaschine (V2) Zuerst werden durch Messungen im Leerlauf und Stillstand die Parameter des Ersatzschaltbildes meßtechnisch bestimmt. Mit Hilfe der Parameter werden die Stromortskurve und die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie berechnet. Durch Belastungsmessungen werden verschiedene Punkte auf den Kennlinien meßtechnisch überprüft. Anschließend wird bei konstanter Belastung und verschiedenen Drehzahlen der Einfluß der Drehzahlverstellung mit Zusatzwiderständen und mit Spannungsverstellung auf die Leistungsbilanz durch Leistungsmessungen ermittelt. Umrichtergespeister Asynchronmotor (V3) Eine Asynchronmaschine wird mit einem Pulsumrichter mit einstellbarer Spannung und Frequenz betrieben. Zunächst wird der Betrieb mit U/f = konst. bei unterschiedlichen Belastungen und Modulationsverfahren meßtechnisch untersucht. Der Motor wird sowohl im Grunddrehzahlbereich unterhalb der Nennfrequenz als auch im Feldschwächbereich betrieben. Dabei werden die Ständerspannungen und Ständerströme aufgezeichnet und deren Frequenzspektrum bei verschiedenen Modulationsverfahren des Pulsumrichters ausgewertet. Anschließend wird der Asynchronmotor an einem Pulsumrichter mit feldorientierter Regelung betrieben. Es werden wieder Spannungen und Ströme bei verschiedenen Belastungen aufgezeichnet und die Frequenzspektren ausgewertet. Die Auswertungen beim Betrieb mit U/f = konst. und feldorientierter Regelung werden verglichen. Digitale Regelung eines Drehstrom-Servoantriebes (V4) Servoantriebe haben die Aufgabe, Maschinenteile exakt zu positionieren oder entlang bestimmter Bahnkurven zu bewegen. Sie werden zum Beispiel in der Fertigungstechnik (Werkzeugmaschinen, Industrierobotern, usw.) eingesetzt. Heutzutage werden üblicherweise Drehstrommaschinen als Servomotoren gebraucht. Man unterscheidet bei diesen Motoren zwei Varianten: den älteren Blockstrom- und den moderneren Sinusstrommotor. In diesem Versuch wird eine permanenterregte Synchronmaschine mit Sinusstrom untersucht. Neben der Wirkungsweise des Motors liegt der Schwerpunkt des Versuches auf dem Verständnis der digitalen Regelung. (erwartete Hörerzahl original: 40, fixe Veranstaltung: nein)

Praktikum Elektrische Energieversorgung Dozentinnen/Dozenten: Gert Mehlmann, Assistenten Angaben: Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Die Anmeldung erfolgt zental über Studon. Termine: DAS PRAKTIKUM FINDET ZUKÜNFTIG IMMER IM WINTERSEMESTER STATT. IM SOMMERSEMESTER WIRD NEU DAS PRAKTIKUM "STROMRICHTER IN DER ENERGIEVERSORGUN" ANGEBOTEN. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN ab 1 Voraussetzungen / Organisatorisches: Die Anmeldung erfolgt zentral über Studon Praktikumsdurchführung ist in den Semesterferien zwischen den Prüfungszeiträumen Das Praktikum erstreckt sich über zwei Wochen, wobei der Arbeitsaufwand inklusive Versuchsdurchführung, Vor- und Nachbereitung ca. acht Arbeitstage beträgt Versuchsdurchführung in Gruppen; drei bis fünf Studenten pro Gruppe Empfohlen für das Praktikum sind die Vorlesungen GEEV, BKE, BVE, SLT und PEEV Inhalt: Es werden folgende Versuche durchgeführt: Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ), am Demonstrationsmodell für Kraftwerks- und Netztechnik Regelung in der elektrischen Energieversorgung, am Demonstrationsmodell für Kraftwerks- und Netztechnik Wirkungsweise des Distanzschutzes, am Demonstrationsmodell für Kraftwerks- und Netztechnik Digitaler Motorschutz, am Demonstrationsmodell für Kraftwerks- und Netztechnik Digitale Signalverarbeitung in der elektrischen Energieversorgung: Komponentenfilter Digitale Lastfluß- und Kurzschlußstromberechnung (erwartete Hörerzahl original: 20, fixe Veranstaltung: nein)

Praktikum Hochspannungstechnik Dozentinnen/Dozenten: Dieter Braisch, Assistenten Angaben: Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Findet als Block nach der Vorlesungszeit statt Termine: Zeit/Ort n.V. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-2 Inhalt: Es werden folgende Versuche durchgeführt: Durchschlagfestigkeit von Isoliergasen Gasentladung in Luft abhängig von der Elektrodengeometrie und Polarität Teilentladungen Wanderwellen (erwartete Hörerzahl original: 9, fixe Veranstaltung: nein)

Praktikum Leistungselektronik Dozentinnen/Dozenten: Thomas Eberle, Madlen Hoffmann, Melanie Lavery, Stefanie Büttner, Nikolai Weitz Angaben: Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: Teilpräsenz - Weitere Informationen finden Sie auf StudOn Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-2 Voraussetzungen / Organisatorisches: Vorlesung Leistungselektronik Link zur Anmeldung: https://www.studon.fau.de/cat2637009.html Link zum StudOn Kurs: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_4035283 Inhalt: Das Praktikum dient der Vertiefung und praktischen Anwendung des in der Vorlesung Leistungselektronik erarbeiteten Stoffes. Es werden 6 Versuche in Dreiergruppen durchgeführt. Alle 6 Versuche werden vom Lehrstuhl für Leistungselektronik in 90429 Nürnberg, Fürther Straße 248 durchgeführt. 1. Doppelpuls Es wird mit Hilfe des Doppelpulsverfahren das Schaltverhalten von Leistungshalbleitern untersucht. Dabei soll der Versuchsaufbau selbst, als auch der Einfluss verschiedener schaltungstechnischer Größen auf die Schaltzeiten und schließlich die Schaltverluste kennengelernt werden. 2. Aufbau einer Buck-Converter Schaltung Es soll ein hochfrequenter DC-DC Wandler dimensioniert, aufgebaut, in Betrieb genommen und vermessen werden. 3. Analyse einer CUK-Converter Schaltung Untersucht wird das Betriebsverhalten einer Cuk-Konverter Schaltung und die Möglichkeit zur Kompensation des Hochfrequenzstromes am Eingang bzw. Ausgang der Schaltung (magnetische Integration). 4. Aktive PFC In diesem Versuch lernen die Studierenden das Prinzip sowie verschiedene Arten der Leistungsfaktorkorrektur kennen. Der Fokus liegt hierbei auf dem Aufbau und der Funktionsweise einer aktiven Leistungsfaktorkorrekturbeschaltung, welche mit konventionellen Brückgleichrichterschaltungen verglichen wird. 5. Netzgeführte Stromrichter In diesem Versuch lernen die Studierenden den Aufbau und die Funktionsweise von ein- und dreiphasigen Gleichrichtern kennen. Hierbei werden u.a. Steuer- und Betriebskennlinien von un-, halb- und vollgesteuerten Stromrichterschaltungen aufgenommen und analysiert. 6. Selbstgeführte Stromrichter In diesem Versuch lernen die Studierenden das Prinzip der PWM zur Erzeugung variabler Gleichspannung und Wechselspannung kennen. Es werden Untersuchungen des Lastverhaltens bei Ein- und Vierquadrantenbetrieb vorgenommen. Des Weiteren lernen die Studierenden den Aufbau und die Funktionsweise von Drehstrom-Wechselrichtern sowie die Prinzipien Blockkommutierung, Sinus-, Super-Sinus und Raumzeigermodulation zur Erzeugung von Drehstrom-Wechselspannung kennen. (erwartete Hörerzahl original: 30, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: LEE: Vorlesungsskript Leistungselektronik Versuchsbeschreibungen

Praktikum Transmission System Operations and Control Dozentinnen/Dozenten: Matthias Luther, David Riebesel Angaben: Praktikum, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: Dieses Praktikum muss aufgrund der Corona-Pandemie leider entfallen. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-2

Betriebsmittel und Komponenten elektrischer Energiesysteme [BKE(AR)] Dozent/in: Matthias Luther Angaben: Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn, Passwort zum Beitritt in erster Vorlesung Termine: Mi, 10:15 - 11:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: Vorlesung 'Grundlagen der elektrischen Energieversorgung' Inhalt: Die Vorlesung beschäftigt sich mit den Betriebsmitteln und Komponenten elektrischer Energiesysteme. Als Einleitung bekommen die Studierenden einen Überblick über die Struktur und den Aufbau der elektrischen Energieversorgung. Anschließend werden die notwendigen Berechnungsgrundlagen für die Modellierung der Komponenten erläutert. Im Hauptteil werden die einzelnen Betriebsmittel der elektrischen Energieversorgung vorgestellt und auf die mathematische Modellierung ihres Verhaltens eingegangen. Des Weiteren wird auf die Kriterien zur Dimensionierung von kompletten Anlagen, Komponenten und einzelnen Betriebsmitteln eingegangen. Abschließend werden die aktuellen Entwicklungen in der Leistungselektronik und Speichertechnik vorgestellt und erläutert. (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 39, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Herold: Elektrische Energieversorgung II. Parameter elektrischer Stromkreise - Freileitungen und Kabel – Transformatoren, J. Schlembach Fachverlag, 2. Auflage, 2008 und 2010. Oeding, Oswald: Elektrische Kraftwerke und Netze Springer-Verlag, 8. Auflage, 2016. Schwab, A.: Elektroenergiesysteme, Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie Springer-Verlag, 2.Auflage 2009.

Übungen zu Betriebsmittel und Komponenten elektrischer Energiesysteme [Ü BKE(AR)] Dozent/in: Bernd Schweinshaut Angaben: Übung, 2 SWS, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn, siehe Vorlesung Termine: Mi, 16:15 - 17:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Elektrische Antriebstechnik II [EAM-EAT-II-V(A)] Dozent/in: Ingo Hahn Angaben: Vorlesung, 3 SWS, benoteter Schein, Kredit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium Termine: Do, 14:15 - 15:45, EL 4.14 In Präsenz – Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259019.html Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik Basics of Electrical Drives Inhalt: Elektrische Antriebstechnik II Regelung drehzahlveränderbarer Antriebe (Übersicht) Regelung der Gleichstrommaschine U/f-Steuerung von Drehstromantrieben Regelung von Drehstromantrieben: Feldorientierte Regelung mit Geber: Asynchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine mit Sinusstrom, Elektrisch erregte Synchronmaschine; Direktumrichter; Permanenterregte Synchronmaschine mit Blockstrom Vergleich der Eigenschaften von Antrieben mit Pulsumrichter und Asynchronmaschine und elektr./perm. erregter Synchronmaschine, lagegeberlose Regelung, Digitale Feldbusse: Einleitung, Grundlegende Eigenschaften, Beispiele Electrical Drives (Part II) Control of speed-adjustable drives (overview) Closed-loop control for DC-drives V/f-control for three-phase AC-drives Closed-loop control for three-phase AC-drives: field-orientated closed-loop control with sensor: Asynchronous machine, Permanent-magnet synchronous machine with sinusoidal current, Synchronous machine with electrical excitation; Permanent-magnet synchronous machine with square wave current Comparison of inverter-fed drives with asynchronous machine, synchronous machine with electrical and permanent magnet excitation, sensorless control, Digital field busses: Introduction, Basic features, Examples Lernziel Kenntnisse und Verständnis in der Regelung von Gleichstromantrieben, des Prinzips der feldorientierten Regelung mit Geber für Drehstromantriebe mit Beispielen und weiterer Regelungen für Drehstrommaschinen, Grundkenntnisse im Bereich der digitalen Feldbusse Knowledge and understanding about the closed-loop control of DC-drives, the principle of the field-orientated closed-loop control for three-phase AC drives with examples and additional closed-loop controls for three-phase AC drives, basic knowledge about digital field busses (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 27, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Skript script accompanying the lecture

Übungen zu Elektrische Antriebstechnik II [EAM-EAT-II-Ü(A)] Dozent/in: Shima Tavakoli Angaben: Übung, 1 SWS, benoteter Schein, nur Fachstudium Termine: Di, 18:15 - 19:45, 02.224 Cauerstr.9 In Präsenz! Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.studon.fau.de/studon/ilias.php?ref_id=1090962&cmd=frameset&cmdClass=ilrepositorygui&cmdNode=yn&baseClass=ilRepositoryGUI Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: http://www.studon.uni-erlangen.de/crs1090962.html

Elektrische Energieversorgung mit erneuerbaren Energiequellen [EEE(RZ)] Dozentinnen/Dozenten: Matthias Luther, Johann Jäger Angaben: Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung in StudOn Termine: Do, 8:15 - 11:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: GEEV, BKE, BVE, PEEV, SLT, RES Inhalt: Diese Vorlesung behandelt die gesamte Energiekette von Energieumwandlung bis Energienutzung. Dazu wird Grundlagenwissen wiederholt und das physikalisches Verständnis vertieft. Das Wissen wird auf die Randbedingungen der Regenerativen Energieanlagen (REA) angewandt und Kompetenzen auf dem Gebiet der „Nutzbarmachung von REA" sowie der wichtigsten Themen einer zukünftigen elektrischen Energieversorgung vermittelt. Die Vorlesung ist als Ringvorlesung mit Dozenten aus Wissenschaft und Industrie aufgebaut und soll auf die Umsetzung des Wissens in der Berufspraxis vorbereiten. Es werden folgende Themenblöcke behandelt: 1.Erneuerbare Energiequellen 2.Netzplanung 3.Netzanschluss 4.Smart Transmission System 5.Smart Distribution System 6.Energiespeicher 7.Netzsicherheit (erwartete Hörerzahl original: 50, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.

Übung zu Elektrische Energieversorgung mit erneuerbaren Energiequellen Dozent/in: Georg Kordowich Angaben: Übung, 1 SWS, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn siehe Vorlesung Termine: Zeit/Ort n.V. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Elektrische Kleinmaschinen [EAM-EKM-V(A)] Dozent/in: Ingo Hahn Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, Kredit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium Termine: Mi, 12:15 - 13:45, 02.224 Cauerstr.9 In Präsenz – Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259018.html Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: Vorlesung: Elektrische Antriebstechnik I Übung: Elektrische Antriebstechnik I Inhalt: Grundlagen: Definitionen, Kraft-/Drehmomenterzeugung, elektromechanische Energiewandlung Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten von: Universalmotor, Glockenankermotor, PM-Synchronmaschine, Spaltpolmotor, Kondensatormotor, geschaltete Reluktanzmaschine, Schrittmotoren, Klauenpolmotor. Basics: Definitions, force and torque production, electromagnetic energy conversion Construction, mode of operation and operating behaviour of: universal motor, bell-type armature motor, PM-synchronous machine, split pole motor, condenser motor, switched reluctance machine, stepping motors, claw pole motor Ziel Die Studierenden erhalten einen Überblick über Elektrische Kleinmaschinen, deren Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten sowie Anwendungsgebiete. The students will get an overview about small electrical machines, their construction, mode of operation, operating behaviour and applications. (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 40, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Vorlesungsskript Script accompanying the lecture

Übungen zu Elektrische Kleinmaschinen [EAM-EKM-Ü(A)] Dozent/in: N.N. Angaben: Übung, 2 SWS, benoteter Schein, nur Fachstudium Termine: Do, 12:15 - 13:45, 02.224 Cauerstr.9 Die Übung findet in Präsenz und in digitaler Form statt. Alle weiteren Infos zur Übung sind im StudOn-Kurs zur Übung zu finden. Der Link zum Kurs lautet: https://www.studon.fau.de/crs2354628_join.html Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Elektrische Maschinen I [EAM-EM I-V(A)] Dozent/in: Ingo Hahn Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, Kredit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium Termine: Mi, 08:15 - 09:45, 02.224 Cauerstr.9 In Präsenz – Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259009.html Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Inhalt: Elektrische Maschinen I Einleitung Gleichstrommotoren: Aufbau und Wirkungsweise, Spannung, Drehmoment und Leistung, Kommutierung und Wendepole, Ankerrückwirkung und Kompensationswicklung, Permanenterregte Gleichstrommaschine Schaltungen und Betriebsverhalten Drehstrommotoren: Allgemeines zu Drehfeldmaschinen, Drehfeldtheorie, Asynchronmaschine mit Schleifring- und Käfigläufer, Elektrisch erregte Synchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine Electric machines I Introduction DC-motors: Construction and operating principle, Voltage, torque and power, Commutation and commutating poles, Armature reaction and compensation winding, Permanent-field DC-machine, Circuits and operational behaviour Three-phase motors: General aspects to three-phase machines, Rotating field theory, Induction machine with slip ring rotor and squirrel cage rotor, Electrical excited synchronous machine, Permanent-field synchronous machine Lernziel Die Kenntnisse und das Verständnis aus der Vorlesung „Grundlagen der elektrischen Antriebstechnik" sollen vertieft und erweitert werden im Bereich der Motoren. Bei den DC-Motoren steht die Erweiterung der Theorie auf dem Gebiet der Kommutierung und der Ankerrückwirkung im Vordergrund; bei den Drehstrommotoren der Einfluss der Oberfelder und -wellen auf das Betriebsverhalten. Knowledge and understanding from the lecture "basics of electrical drives” should be deepened and improved in the region of motors. The improvement of the theory in the field of commutation and armature reaction is in the foreground for the DC-machines; for the three-phase motors the influence of the harmonics on the operational behaviour. (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 29, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Skript Script accompanying the lecture

Übungen zu Elektrische Maschinen I [EAM-EM I-Ü(A)] Dozent/in: Philipp Sisterhenn Angaben: Übung, 2 SWS, benoteter Schein, nur Fachstudium Termine: Fr, 14:15 - 15:45, 02.224 Cauerstr.9 Die Übung findet in Präsenz und virtuel statt. Alle weiteren Infos zur Übung finden Sie auf StudON. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Halbleitertechnik III – Leistungshalbleiterbauelemente [HL III - LBE V(AR)] Dozentinnen/Dozenten: Tobias Erlbacher, Julian Schwarz Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5 Termine: Di, 12:15 - 13:45, 0.111 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Empfohlene Literatur: Fundamentals of Power Semiconductor Devices, B. J. Baliga, Springer, New York, 2008 ISBN: 978-0-387-47313-0 Halbleiter-Leistungsbauelemente, Josef Lutz, Springer, Berlin, 2006 ISBN: 978-3-540-34206-9 Leistungselektronische Bauelemente für elektrische Antriebe, Dierk Schröder, Berlin, Springer, 2006 ISBN: 978-3-540-28728-5 Physics and Technology of Semiconductor Devices, A. S. Grove, Wiley, 1967, ISBN: 978-0-471-32998-5 Power Microelectronics - Device and Process Technologies, Y.C. Liang und G.S. Samudra, World Scientific, Singapore, 2009 ISBN: 981-279-100-0 Power Semiconductors, S. Linder, EFPL Press, 2006, ISBN: 978-0-824-72569-3 V. Benda, J. Gowar, D. A. Grant, Power Semiconductor Devices, Wiley, 1999 Schlagwörter: Leistungsbauelemente Halbleiter

Übung zu Halbleitertechnik III - Leistungshalbleiterbauelemente [HL III - LBE Ü(AR)] Dozentinnen/Dozenten: Julian Schwarz, Tobias Erlbacher Angaben: Übung, 2 SWS, Anmeldung über StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3991848.html Termine: Mi, 14:15 - 15:45, 0.111 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Hochleistungsstromrichter für die EEV [HSTR(A)] Dozent/in: Gert Mehlmann Angaben: Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Vorlesung findet online statt. Videoaufzeichnungen und E-Learning wird zusätzlich bereitgestellt. Termine: Fr, 12:15 - 13:45, EE 0.135 Ab 22.11.2021 wechseln wir von unseren Präsenz-Lehrveranstaltungen in die Online-Lehre. Den Zugang zur Online-Veranstaltung finden Sie auf StudOn (Link siehe unten). Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: Grundlagen der elektrischen Energieversorgung Material zur Vorlesung: Zur Vertiefung der Vorlesungsinhalte wird ein umfangreiches E-Learning Angebot zur Verfügung gestellt. Inhalt: Hochleistungsstromrichter sind wichtige Betriebsmittel zur Integration Erneuerbarer Energien in unsere Stromnetze. Beispielsweise erfolgt der Netzanschluss großer Offshore Windparks durch Hochleistungsstromrichter. Darüber hinaus können Sie zur Bereitstellung von Blindleistung eingesetzt werden, Netze verschiedener Frequenz koppeln (z.B. Japan), Lastflüsse steuern und mittels Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) Leistungen über weite Entfernungen transportieren. Schwerpunkt der Vorlesung ist die Behandlung wesentlicher netz- und selbstgeführter Topologien und die Auswertung des stationären Betriebsverhaltens. Es werden detailliert Aspekte der Modellierung und mathematischen Beschreibung von Hochleistungsstromrichtern behandelt. Schwerpunkte der Vorlesung: Grundschwingungsmodell des Stromrichters Netzgeführte Stromrichter (LCC) Netzgeführte HGÜ Stromrichter mit Strom- und Spannungszwischenkreis Mehrstufige Stromrichter (Multilevel-Umrichter) Selbstgeführte HGÜ (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 20, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: HEROLD, Gerhard: „Elektrische Energieversorgung V. Stromrichter in Drehstromnetzen", Wilburgstetten: J. Schlembach Fachverlag, 2009 JENNI Felix; WÜRST Dieter: „Steuerverfahren für Selbstgeführte Stromrichter”, Zürich: vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich und B.G. Teubner Stuttgart, 1995 KHOMFOI, S.; TOLBERT, L.: „Multilevel Power Converters”. In: Power Electronics Handbook from RASHID, H.. Amsterdam: Elsevier, 2007, S. 451-482

Übungen zu Hochleistungsstromrichter für die EEV [Ü HSTR(A)] Dozent/in: Timo Wagner Angaben: Übung, 2 SWS, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn siehe Vorlesung Termine: Do, 10:15 - 11:45, 0.151-115 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Hochspannungstechnik [HT(A)] Dozent/in: Dieter Braisch Angaben: Vorlesung, 2 SWS, Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn, Passwort zum Beitritt in erster Vorlesung oder beim Dozenten erfragen Termine: Mi, 12:15 - 13:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Inhalt: Die Vorlesung vermittelt einen Einblick in die physikalischen und technischen Grundlagen der Hochspannungstechnik. Darüber hinaus soll die Fähigkeit vermittelt werden, die sich aus der Spannungsbelastung der Betriebsmittel ergebende elektrische Beanspruchung der Isolierstoffe, qualitativ zu bewerten und quantitativ zu ermitteln. Hierzu werden die physikalischen Vorgänge beim Durchschlag in gasförmigen, flüssigen und festen Isolierstoffen näher betrachtet und es werden analytische und numerische Berechnungsverfahren vermittelt, mit deren Hilfe Grundlagen zur Konstruktion und Wahl der Isolierstoffe abgeleitet werden können. Abschließend werden Verfahren zur Hochspannungserzeugung und die Hochspannungsmess- und Prüftechnik vorgestellt. (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 30, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.

Übungen zu Hochspannungstechnik [Ü HT(A)] Dozent/in: Stephan Müller Angaben: Übung, 2 SWS, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn siehe Vorlesung Termine: Do, 12:15 - 13:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Planung elektrischer Energieversorgungsnetze [PEEV(A)] Dozent/in: Johann Jäger Angaben: Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung in StudOn Termine: Fr, 08:15 - 09:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Inhalt: Diese Vorlesung behandelt unterschiedliche Aufgabengebiete der Planung elektrischer Netze zur Energieübertragung und -verteilung. Es werden sowohl öffentliche Netze der Energieversorgungsunternehmen als auch Industrienetze betrachtet. Zu den Aufgaben gehört unter anderem die Erstellung von möglichst genauen Lastprognosen, die Auswahl geeigneter Netzstrukturen, Sternpunktbehandlung und die Koordination des Netzschutzes. Dazu werden sowohl die physikalischen als auch die technischen Kriterien so wie die entsprechenden Kenngrößen und Berechnungsverfahren besprochen. (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 44, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.

Übungen zu Planung elektrischer Energieversorgungsnetze [Ü PEEV(A)] Dozent/in: Jonathan Löbel Angaben: Übung, 2 SWS, nur Fachstudium, StudOn-Anmeldung siehe Vorlesung Termine: Mi, 14:15 - 15:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Power Electronics in Three-Phase AC Networks: HVDC Transmission and FACTS Dozent/in: Christoph Hahn Angaben: Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Vorlesungstitel bisher: Leistungselektronik in Drehstromnetzen: HGÜ und FACTS Termine: Zeit/Ort n.V. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: Vorlesung 'Grundlagen der elektrischen Energieversorgung' Inhalt: Einführung: Sicherheit und Nachhaltigkeit der Energieversorgung Trends in der Gleich- und Wechselstromübertragung, EHV & UHV Übertragungslösungen mit HGÜ und FACTS Grundlagen der FACTS – Flexible AC Transmission Systems Grundlagen der HGÜ – Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung VSCs zur Übertragung und Special Grids – Grundlagen & Anwendungen Leistungselektronik zur Verteilung und in industriellen Systemen Effizienz der elektrischen Energieversorgung Projekte, Studien und Anwendungen Neue Trends bei VSCs, Antrieben, GIS/HIS, GIL, Speicherung, H2 & HTSC (erwartete Hörerzahl original: 30, fixe Veranstaltung: nein)

Übung zu Power Electronics in Three-Phase AC Networks: HVDC Transmission and FACTS Dozent/in: Johannis Porst Angaben: Übung, 2 SWS, nur Fachstudium, Übungstitel bisher: Leistungselektronik in Drehstromnetzen: HGÜ und FACTS // Anmeldung StudOn siehe Vorlesung Termine: Zeit/Ort n.V. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) [RT B(A)] Dozent/in: Knut Graichen Angaben: Vorlesung, 2 SWS Termine: Fr, 10:15 - 11:45, 04.023 Beginn der Vorlesung: Montag, 17.10.2022. Mehr Informationen finden Sie rechtzeitig vor Beginn des Semesters unter StudOn. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN ab 1

Übungen zu Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) [RT B UE(A)] Dozent/in: Johannes Reinhard Angaben: Übung, 2 SWS Termine: Di, 8:15 - 9:45, H8 Beginn: 19.10.2022. / Mehr Informationen finden Sie rechtzeitig vor Beginn des Semesters unter StudOn. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Regenerative Energiesysteme [RES(A)] Dozent/in: Johann Jäger Angaben: Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Frühstudium, Anmeldung in StudOn Termine: Mo, 08:15 - 09:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Inhalt: Diese Vorlesung beschäftigt sich mit der Nutzung regenerativer Primärenergiequellen zur Umwandlung in mechanische und elektrische Energie. Das physikalische Verständnis für die Primärenergieträger Wasser, Wind, Biomasse, direkte Sonnenenergie und Erdwärme und deren Umwandlungsprozesse in elektrische Energie stehen dabei im Vordergrund. Dazu werden auch die Möglichkeiten und Wege zur Erhöhung der Prozesswirkungsgrade so wie deren technischen Potentiale in der elektrischen Energieversorgung aufgezeigt. Weiterhin werden die Randbedingungen beim Betrieb von regenerativen Energiesystemen im elektrischen Energieversorgungsnetz besprochen. (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 45, fixe Veranstaltung: nein) Empfohlene Literatur: Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.

Übungen zu Regenerative Energiesysteme [Ü RES(A)] Dozent/in: Florian Mahr Angaben: Übung, 2 SWS, nur Fachstudium, Frühstudium, StudOn-Anmeldung siehe Vorlesung Termine: Di, 14:15 - 15:45, EE 0.135 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Leistungselektronik im Fahrzeug und Antriebsstrang [LEE-FZLE(A)] Dozent/in: Martin März Angaben: Vorlesung mit Übung, 4 SWS, ECTS: 5, geeignet als Schlüsselqualifikation Termine: Di, 14:15 - 17:30, Hans-Georg-Waeber-Saal Studienrichtungen / Studienfächer: WPF WING-MA-ET-EN 1-3 Inhalt: Fahrzeugspezifische Anforderungen an Elektronik im Bordnetz von Kraftfahrzeugen Leistungselektronik in Fahrzeugen mit konventionellem Bordnetz (12/24 V) Hybride und rein elektrische Antriebsstrangtopologien (HEV, PHEV, FCEV, BEV) Leistungselektronik in Hybrid- und Elektrofahrzeugen (Ladegeräte, Umrichter, Gleichspannungswandler): Schaltungskonzepte, Schaltungsauslegung, Simulation -- -- Lernziele, Kompetenzen Die Studierenden kennen die Grundstruktur und die Eigenschaften des 12/24V Bordnetzes von Kraftfahrzeugen kennen die fahrzeugspezifischen Anforderungen an Leistungselektronik im Bordnetz von Kraftfahrzeugen kennen den Aufbau der in den verschiedenen Fahrzeugsteuergeräten eingesetzten Leistungselektronik und die Eigenschaften der darin verwendeten Leistungsschalter (Smart-Power) kennen die verschiedenen Grundstrukturen (Topologien) der Antriebsstränge von Hybrid- und Elektrofahrzeugen analysieren verschiedene Antriebsstrangtopologien bezüglich ihrer Anwendungseigenschaften kennen die Grundschaltungen aller für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs erforderlichen leistungselektronischen Wandler (Antriebsumrichter, Gleichspannungswandler) kennen die wichtigsten technischen Ansätze zur Reduzierung von Bauvolumen, Verlustleistung und Kosten kennen die Grundschaltungen, die Systemtechnik und die Sicherheitsanforderungen bei kabelgebundenen und kontaktlosen Ladeverfahren kennen eine Methodik zur Antriebsstrangsimulation auf Fahrzeugebene (automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 40, fixe Veranstaltung: nein)