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Prof. Dr.-Ing. F.W. Fuchs Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Kaiserstraße 2 24143 Kiel.

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1 Prof. Dr.-Ing. F.W. Fuchs Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Kaiserstraße Kiel Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe und der Arbeitsgebiete - Vorstellung für Studierende -

2 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 2 | Lehrstuhlvorstellung - Lehrstuhl und Forschung - Fachpraktikum - Wahlvorlesungen - Bachelor- und Projektarbeit - Masterstudienrichtungen Übersicht

3 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 3 | Leistungselektronik und Elektrische Antriebe Interdisziplinäre Natur Leistungshalbleiter Treiberschaltungen für Leistungshalbleiter Leistungselektronische Schaltungen Elektrische Antriebe, Maschinen Regelungstechnik Mikroprozessortechnik, FPGA etc.

4 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 4 | Regelungsverfahren bei Antrieben und Stromrichtern Neuartige Stromrichter und Leistungshalbleiter (SiC- Leistungshalbleiter, Solar-, automotive Stromrichter) Leistungselektronik-Generatorsysteme in Windenergieanlagen und Netzanbindung Fehlerfrüherkennung und Fehlertoleranz bei elektrischen Antrieben Forschungsgebiete, mit vielen Industriekooperationen Vorstellung des Lehrstuhls

5 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 5 | Labor für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe Vorstellung des Lehrstuhls

6 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 6 | Einige Arbeitsergebnisse Regelung - Simulation Figure 18: Measurement result: Motor and load speeds of the PI-controlled drive system with backlash Figure 19: Measurement result: Motor and load speeds of the PI-state-space-controlled drive system with backlash Figure 7: Simulation results of line voltage (upper) and power (lower) at the wind turbine for mitigation of a 30 % symmetrical voltage swell with Dynamic Voltage Restorer (U WT voltage wind turbine, U q voltage grid)

7 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 7 | Wiss. Mitarbeiter:10-14 (meistens über Drittmittel) Stud. Hilfskräfte:7-12 Stud. Abschlussarbeiten:5-15 pro Jahr Veröffentlichungen :54 Mitglied Cewind e.G. Kompetenzzentrum Windenergie CEwind e.G. Mitglied KLSH Kompetenzzentrum Leistungselektronik SH Status und Ergebnisse 2009 Vorstellung des Lehrstuhls

8 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 8 | Was wir den Studierenden bieten Angewandte Lehre: Fachpraktika Praktikum Leistungselektronik Viel mit Stromrichtern … … etwas elektrische Antriebe … … bis zum Mikroprozessor und zur Simulation

9 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 9 | Fachpraktikum Leistungselektronik Meßgeräte und Meßverfahren der Leistungselektronik Bauelemente der Leistungselektronik Gleichstromsteller Schaltnetzteile Pulswechselrichter Pulswechselrichter und Asynchronmaschine Netzgeführte Stromrichter Mikroprozessorsteuerungen in der Leistungselektronik Simulation und Modellbildung in der Leistungselektronik

10 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 10 | Fachpraktikum Leistungselektronik und Regelungstechnik Messgeräte und Messverfahren der Leistungselektronik Gleichstromsteller Pulswechselrichter Simulation und Modellbildung in der Leistungselektronik Mikroprozessoren in der Leistungselektronik Mathematische und experimentelle Modellierung Simulation und Zustandsgrößenschätzung (Beobachterentwurf) Reglersynthese (Einstellregeln, Wurzelortskurve) Temperaturregelstrecke Programmierung von Industrierobotern Versuche je zur Hälfte aus beiden Gebieten

11 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 11 | Wahlvorlesungen Im Sommersemester Elektrische Umformung regenerativer Energie (Konv. Energie, Wasser-, Sonnen-, Windenergie, Biomasse, Transport und Speicherung) - Leistungselektronik –Vertiefung (Stromrichterschaltungen, Entwicklung, Auslegung) - Mikroprozessortechnik für Echtzeitanwendungen + Leistungshalbleiteranwendung Jeweils V2Ü1

12 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 12 | Was wir den Studierenden bieten Projekt-, Bachelor- und Masterarbeiten: Ob in Wind-, Solar-, Antriebs-, Regelungs-, Energietechnik, Leistungselektronik. Untersuchung moderner Antriebslösungen und Regelung von komplexen Systemen Aufbau oder Untersuchung leistungselektronischer Schaltungen Simulationen von Leistungselektronik und Antrieben mit neuester Software Oft interdisziplinär Viel Anwendungen in regenerativer Energie Großer Anteil Simulation

13 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 13 | Auswahl von Baugruppen für einen zu entwickelnden Umrichter (Einzel- oder Gruppenarbeit) Vergleich unterschiedlicher Maximum Power Point Tracking Verfahren für Solarwechselrichter (Einzelarbeit) Aufbau und Inbetriebnahme eines Solarwechselrichters mit MPP (Gruppenarbeit) Literaturrecherche zum Trend europäischer Netzanschlußregeln für Windenergieanlagen (Einzel- oder Gruppenarbeit) Untersuchung, Inbetriebnahme und Optimierung eines drehzahlvariablen Antriebs für die Nachbildung von Windlastprofilen (Gruppenarb.) Auslegung eines PI-Drehzahlreglers für ein schwingungsfähiges Antriebssystem nach verschiedenen Methoden (Einzelarbeit) Literaturrecherche Defekte in Umrichtern (Einzel- oder Gruppenarbeit) Themen für eine Projekt- bzw. Bachelor-Arbeit Mögliche Projektarbeitsthemen (eine Auswahl)

14 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 14 | Laboruntersuchungen zum Verhalten von Windenergieanlagen mit Asynchronmaschine bei Netzfehlern Vergleich von Regelungsmethoden mehrphasiger Gleichstromwandler für Automotive-Anwendungen Aufbau und Inbetriebnahme eines Vollumrichtersystems mit zusätzlicher Leistungsregelung für Windenergieanwendungen im Labormaßstab Feldorientierte Regelung eines permanenterregten Synchrongeneratorsystems für Windenergieanwendungen Optimierung von Drehzahlmessungen von elektrischen Antrieben mit Inkrementalgeber Auswahl, Implementierung und Untersuchung eines Fehlerdiagnoseverfahrens für Leistungshalbleiter in Umrichtern Mögliche Themen für eine Projekt- bzw. Bachelor-Arbeit Mögliche Bachelorarbeitsthemen (eine Auswahl)

15 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 15 | Ablauf einer Bachelor- oder Masterarbeit am Lehrstuhl Bachelorarbeit Dauer: 3 Monate Fachvortrag am Ende der Arbeit Masterarbeit Dauer: 6 Monate 3 Fachvorträge alle 2 Monate Lehrstuhl für Leistungselektronik: theoretische als auch praktische oder kombinierte Themen sind möglich Student sucht sich selbst mit Professor und Mitarbeitern ein Thema aus vorrangig Arbeit am Lehrstuhl im Studentenarbeitsraum oder im Labor Betreuung durch Professor und einen Mitarbeiter

16 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 16 | Masterstudium geplant - Mechatronik - Leistungselektronik - Moderne Regelungstechnik - Anwendungen Antriebs- und Regelungstechnik

17 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 17 | Masterstudium geplant - Windenergietechnik - Solartechnik - Leistungselektronik - Moderne Regelungstechnik Regenerative Energietechnik

18 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 18 | Interdisziplinäre industrielle Arbeitsgebiete, z.B.: –Stromrichter- und Antriebsindustrie –Windenergieindustrie –Solarindustrie –Automobilindustrie (u.a. Hybridantriebe) –Medizintechnik –Erzeugung und Verteilung konventioneller/regenerativer Energie –Elektroindustrie und Maschinenbau Dabei besonders Entwicklung, Projektierung, techn. Vertrieb, Produktmanagement … und nicht zu vergessen: –Hochschulkarriere – wissenschaftlicher Mitarbeiter Wo findet man mit der Vertiefung Leistungselektronik und elektrische Antriebe einen Arbeitsplatz?

19 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 19 | Was wir den Studenten bieten Exkursionen: Industrie, Schleswig-Holstein, bundesweit, Ausland Nordex, Rostock 2009 Danfoss Drives, Grasten, DK, 2009 Enercon, Aurich 2008

20 Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische AntriebeVorstellung LEA| Folie Nr. 20 | Aktivitäten am Lehrstuhl Ein gutes Arbeitsklima und viele Lehrstuhlaktivitäten Einige Impressionen aus 2009 LEA


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