Kursbeschreibung

Kurzbeschreibung
Dieser praxisorientierte Kurs vermittelt fundiertes Wissen im Bereich moderner Leistungselektronik sowie sicherheitsrelevanter Konzepte in der Elektromobilität. Sie lernen die Grundlagen und Anwendungen gängiger Converter-Topologien sowie verschiedene Methoden der Pulsweitenmodulation kennen. Ein besonderer Fokus liegt auf Sicherheitsaspekten elektrischer Systeme, einschließlich elektrischer Gefahren, Sicherheitsregeln und eigensicherer Hochvoltsysteme. Ergänzend werden Ausbildungs- und Qualifizierungsmaßnahmen für den sicheren Umgang mit Hochvoltkomponenten behandelt. Im begleitenden Labor arbeiten Sie mit Matlab/Simulink an der Modellierung und Analyse leistungselektronischer Schaltungen.


Lernziele
Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmenden imstande, ein breites Spektrum an technischen Wirkzusammenhängen zu verstehen. Auf dieser Basis können sie neuartige leistungselektronische Schaltungen systematisch analysieren. Die dabei angewandten Methoden zur Modellierung und Simulation basieren auf vergleichbaren Zusammenhängen. Die Teilnehmenden sind in der Lage, für verschiedene Aufgabenstellungen geeignete Methoden auszuwählen und anzuwenden.
Darüber hinaus können sie komplexe leistungselektronische Systeme unter Berücksichtigung sicherheitstechnischer Anforderungen bewerten, verschiedene Wandler- und Invertertopologien hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten vergleichen und begründet beurteilen. Sie sind fähig, konkrete Sicherheitsmaßnahmen für Hochvoltsysteme zu entwickeln und auf unterschiedliche Anwendungsszenarien in der Elektromobilität zu übertragen. Die Teilnehmenden können Simulationsmodelle in Matlab/Simulink zielgerichtet aufbauen, analysieren und zur Optimierung von Schaltungen nutzen sowie eigenständig praxisnahe Lösungsansätze für neue Problemstellungen im Bereich der Leistungselektronik und Sicherheitstechnik konzipieren und argumentativ vertreten.


Lehrinhalte
1. Leistungselektronik und Steuergeräte / Sicherheitskonzepte
1.1 Standard Converter Topologien
a. Buck Converter
b. Boost Converter
c. Single Phase Half Bridge Converter
d. Single Phase Full Bridge Converter
e. Three Phase PWM Voltage Sourc Inverter
f. Pulse Width Modulation Methods
1.2 Sicherheitskonzepte der E-Mobilität
g. Gefahren des elektrischen Stroms
h. Elektrische Sicherheitstechnik
i. Sicherheitsregeln
j. Eigensichere Hochvoltsysteme
k. Ladekonzepte
l. Ausbildungs- und Qualifizierungsmaßnahmen

2. Labor Schaltungsmodellierung und -simulation
3. 2.1 Simulation von Stromrichterschaltungen in Matlab/Simulink sowie deren Analyse
a. Dreiphasensysteme und deren Beschreibung mit Raumzeigern
b. Buck Converter
c. Boost Converter
d. Single Phase Half Bridge Converter
e. Single Phase Full Bridge Converter
f. Three Phase PWM Voltage Source Inverter
g. Pulse Width Modulation Methods
h. Stromregelung mit Hilfe leistungselektronischer Schaltungen