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Leistungselektronische Systeme

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Marc Hiller

Zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Verbesserung der Betriebsführung werden elektrische Antriebe zunehmend drehzahlvariabel ausgeführt – ein anhaltender Trend, der maßgeblich durch die rasante Entwicklung auf dem Gebiet der Leistungshalbleiter unterstützt wird. Aber auch aus Anwendungen in der Energieerzeugung und –verteilung sind leistungselektronische Stellglieder mit ihren vielseitigen Möglichkeiten bei der Umformung elektrischer Energie mittlerweile nicht mehr weg zu denken. Beispiele sind Umrichter für die Einspeisung regenerativ erzeugter Energie aus Wind und Sonne in das Stromnetz oder die Übertragung großer Mengen elektrischer Energie über weite Strecken mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung.

Dabei werden die Anforderungen an Motoren und Leistungselektronik in der Energie- und Antriebstechnik immer anspruchsvoller. Steigende Anforderungen hinsichtlich Leistungsdichte, Funktionalität und nicht zuletzt Energieeffizienz sind dafür verantwortlich. Die optimierte Auslegung eines gesamten Energie- oder Antriebssystems kann deshalb nur im interdisziplinären Gesamtkontext erfolgen. Dies umfasst die einzelnen Systemkomponenten (Energiespeicher, Leistungshalbleiter, Kühlung, elektrische Maschine, Getriebe etc.) und deren Optimierung hinsichtlich Gewicht, Wirkungsgrad, Kosten sowie die für eine optimale Performance erforderlichen Betriebsstrategien und Regelungsalgorithmen. Dabei erfordern neue Anwendungen oder veränderte Anforderungen oft auch völlig neue Lösungsansätze, die mit der am ETI vorhandenen Infrastruktur hinsichtlich Modellierung, Simulation und Validierung an Prototypen umfassend untersucht werden können.

 

Kompetenzen

  • Umrichterauslegung/-berechnung
  • Elektrische und Thermische Simulation
  • Qualifikation LV/MV-Leistungshalbleiter
  • Schaltungsentwicklung (Leistungs/Signalelektronik)
  • Regelungsverfahren (Netz- und Motorapplikationen)
  • Prototypen: Konstruktion, Bau, Prüfung
  • Prüfstandsbau

 

Projekte