MODULHANDBUCH - Fachschaft Bauingenieurwesen RWTH Aachen

Inhalt: Power Electronics I:
Bauelemente: Einführung, Überblick, ideales und reales Verhalten von Halbleiter-
Bauelementen.
Netzgeführte Stromrichter: idealisierte, konventionelle und weitgehend genaue
Theorie der Zweipuls- und Sechspuls-Brückenschaltung; Zwölfpuls-Stromrichter;
Umkehrstromrichter; Direktumrichter. Anwendungsbeispiele: HGÜ,
Synchronmaschinenantriebe hoher Leistung.
Netzrückwirkungen: Leistungsdefinitionen; Rückwirkung der Zweipuls- und
Sechspuls-Brückenschaltung; charakteristische Frequenzen. Standards: IEEE 519,
IEC.
Selbstgeführte Stromrichter: Prinzip der Selbstführung. Spannungs- und
stromeinprägende Umrichter. Elementare DC–DC-Wandler: Tiefsetzsteller,
Hochsetzsteller, Zwei- und Vier-Quadranten-Steller, Hoch-Tiefsetzsteller,
Sperrwandler. Wechselrichterschaltungen. Einphasige und dreiphasige
spannungseinprägende Wechselrichter mit Pulsweitenmodulation (PWM). PWM-
Steuerverfahren, Raumzeigermodulation, Spannungs- und Stromregelung.
Grundlegende stromeinprägende Wechselrichterschaltungen.
Lastgeführte Stromrichter: mit Serien- und Parallelschwingkreis.
Weichschaltende Stromrichter: Vergleich von Bauelementeeigenschaften und
Verlusten bei hartem, entlastetem und weichem Schalten.
Quasiresonanzstromrichter und Resonanzstromrichter, Prinzip des resonanten Pols.
Analyse des Auxiliary Resonant Pole (ARCP) Stromrichters.
Optimierung und Betrieb von Energieversorgungssystemen:
Diese Basisvorlesung aus dem Bereich der Energieversorgungssysteme behandelt
theoretische Grundlagen und Einsatzweise heute bereits praxisüblicher sowie auch
neuerer Analyse- und Optimierungsverfahren der Energieversorgung in den
folgenden Schwerpunkten:
Quasistationäre Netzzustandsberechung, Probabilistische
Zuverlässigkeitsberechnung, Optimierung der Strombeschaffungsplanung
Elektrische Maschinen I:
Transformator: Aufbau und Wirkungsweise, Ersatzschaltbild,
Spannungsgleichungen, Betriebsverhalten, Drehstromtransformator. -
Gleichstrommaschine: Aufbau und Wirkungsweise, Ankerwicklungen, induzierte
Spannung, Drehmoment, Spannungsgleichung, Betriebsverhalten als Motor und
Generator (Fremd-, Nebenschluß-, Permanent-, Reihenschluß-,
Doppelschlußerregung), Kommutierung, Ankerrückwirkung. - Drehfeldtheorie:
Aufbau einer Drehstrommaschine, Wechseldurchflutung, Drehdurchflutung,
Drehstromwicklung, Wicklungsfaktor, induzierte Spannung, Drehmoment,
Drehfeldleistung. - Asynchronmaschine: Ersatzschaltbild, Berechnung der
Induktivitäten und Widerstände, Betriebsverhalten, Kreisdiagramm, technische
Anforderungen, Käfigläufer, Stromverdrängungsläufer, Drehzahlstellung,
Anlaufverhalten, Asynchrongenerator. Synchronmaschine: Ersatzschaltbild,
Zeigerdiagramm, Turbo-/Schenkelpolgenerator, Leerlauf, Dauerkurzschluß,
Inselbetrieb, Betrieb am starren Netz, Permanenterregte Synchronmaschinen,
Klauenpolgenerator. - Kleinmaschinen für Einphasenbetrieb: Universalmotor,
Einphasenasynchronmotor, Spaltpolmotor. - Sondermaschinen und Linearmotoren
Hochspannungstechnik I:
Überspannungen in Hochspannungsnetzen: äußere Überspannungen, innere
Überspannungen, Wanderwellen,
Überspannungsschutz
Durchschläge: Statistik, Gasdurchschlag, Feststoffdurchschlag,
Flüssigkeitsdurchschlag, Vakuumdurchschlag, Lichtbogen, Fremdschichtüberschlag
Hochspannungs-Isolierstoffe: Kenngrößen, anorganische Isolierstoffe, organische
Isolierstoffe
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