Leistungselektronik

Fakultät Elektrotechnik

Leistungselektronik

Laborgebäude Schnorrstraße (LGS)

Labor Leistungselektronik
HTW Dresden/Fröde

Verantwortlicher Laboringenieur
Axel Fröde, M.Sc.

Hochschullehrer
Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Göhler

Das Labor Leistungselektronik ist ein in der studentischen Ausbildung umfangreich genutztes Labor zum Erwerb und zur Vertiefung der Kenntnisse auf diesem Gebiet. Untersuchungsgegenstand sind dabei in erster Linie leistungselektronische Schaltungen. Dabei kommen die umfangreiche Ausstattung mit an unterschiedliche Aufgaben anpassbaren Stromversorgungen, ein modulares Didaktik-System und moderne Messtechnik zugute.

Die vorhandenen Versuchseinrichtungen werden nicht nur in den Praktika der Grund- und Vertiefungsausbildung, sondern vor allem auch bei der Anfertigung von Projekt-, Diplom- und Masterarbeiten und darüber hinaus zur Bearbeitung von Forschungs- und Entwicklungsaufgaben genutzt.

Labor Leistungselektronik, Praktikum 1
HTW Dresden/Fröde
Labor Leistungselektronik, Praktikum 1

Ausstattung

Elektroenergieversorgungen
Variable Gleichspannungsversorgungen
Hochspannungsquelle (bis 2 kV Gleichspannung bei 1 A)
Brennstoffzelle, 1,2 kW (bei 26...48 V Gleichspannung)
Solarmodul, 12 W
Variable Drehspannungsversorgungen (stellbar über Transformator)
Variable Wechselspannungversorgungen (stellbar über Transformator)
Leistungselektronische Bauelemente
Dioden
Thyristoren
GTO-Thyristoren
Bipolare Leistungstransistoren
IGBTs
Power-MOSFETs
Belastungseinrichtungen
Konventionelle Lasten (Schiebewiderstände sowie Leistungskondensatoren und -drosseln)
Elektronische Last
Stellglieder in drehzahlveränderlichen Gleich-, Wechsel- und Drehstromantrieben
Stromversorgungseinrichtungen für unterschiedliche Anwendungen
Speisequellen für elektrotechnologische Anlagen in einem Leistungsbereich bis ca. 5 kW
Steuerungs- und Regelungstechnik
PC mit eigenen, an den Anwendungszweck angepassten unter LabVIEW erstellten Programmen
Mikrocontroller
FPGA
Messtechnik
Konventionelle analoge und digitale Spannungs-, Strom- und Leistungsmesser
Analoge 4-Kanal-Oszilloskope
4-Kanal-Digitalspeicher-Oszilloskope
Digitaler Messschreiber (Datenlogger) mit ereignisgesteuerter (Pre-)Triggerung
Leistungsmessgeräte (u. a. 8-Kanal-Ausführung/für Flicker- und Oberschwingungs-Analyse nach Norm)
PC-Datenerfassungshardware für Analog- sowie Digital- Ein- und Ausgänge für unterschiedliche Abtastraten
Diverse Strom- und Spannungswandler unterschiedlichster Eingangsbereiche
PCs

Praktikumsversuche Leistungselektronik

Inhalt

Dieser Versuch dient dem Kennenlernen der Funktionsweise konventioneller leistungselektronischer Bauelemente. Dabei steht das Betriebsverhalten einer dreiphasigen netzgeführten Stromrichterschaltung bei Anschluss unterschiedlicher Verbraucher im Vordergrund. Darüber hinaus sollen Leistungs- und Oberschwingungsverhältnisse am Netzanschlusspunkt ermittelt und beurteilt werden.

Labor Leistungselektronik, Praktikum Dreiphasiger netzgeführter Stromrichter (B6C)
HTW Dresden/Fröde
Labor Leistungselektronik, Praktikum Dreiphasiger netzgeführter Stromrichter (B6C)

Inhalt

Dieser Versuch dient dem Kennenlernen der Funktionsweise abschaltbarer leistungselektronischer Bauelemente in selbstgeführten Stromrichterschaltungen. Dabei steht das Betriebsverhalten von Betriebsverhaltens von ein- und dreiphasigem selbstgeführtem Wechselrichter bei unterschiedlichen Steuerungsverfahren und bei Anschluss unterschiedlicher Verbraucher im Vordergrund.

Labor Leistungselektronik, Praktikum Ein- und dreiphasiger selbstgeführter Wechselrichter 1
HTW Dresden/Fröde
Labor Leistungselektronik, Praktikum Ein- und dreiphasiger selbstgeführter Wechselrichter 1

Inhalt

Dieser Versuch dient dem Kennenlernen der Funktionsweise abschaltbarer leistungselektronischer Bauelemente in selbstgeführten Stromrichterschaltungen. Dabei steht das Betriebsverhalten von Gleichstrom-Pulsstellern als Tief- und Hochsetzsteller bei unterschiedlichen Steuerungs- und Regelungsverfahren und bei Anschluss unterschiedlicher Verbraucher im Vordergrund. Darüber hinaus soll die Funktionsweise von Mehr-Quadranten-Pulsstellern untersucht werden.

Labor Leistungselektronik, Praktikum Gleichstrom-Pulssteller 1
HTW Dresden/Fröde
Labor Leistungselektronik, Praktikum Gleichstrom-Pulssteller 1

Inhalt

Auch in der Leistungselektronik ist die digitale Simulation eine effiziente Methode zur Untersuchung des statischen und dynamischen Betriebsverhaltens von Schaltungen und Systemen sowie deren Komponenten. Im Rahmen des Grundlagenpraktikums LEISTUNGSELEKTRONIK besteht das Versuchsziel in der Analyse einfacher bekannter netz- und selbstgeführter Schaltungen. Hierfür kommt das, speziell für die Leistungselektronik und angrenzende Fachgebiete entwickelte Simulationssystem PORTUNUS unter Windows in der Version 6.1 zur Anwendung.

Versuchsanleitung

Es ist das Betriebsverhalten einer vorgegebenen Schaltung simulativ zu untersuchen. Jede Praktikumsgruppe bekommt dabei eine eigene Schaltung zugewiesen. Die Ausgabe der Aufgaben erfolgt ab Mitte April im Raum L 222. Das Protokoll ist spätestens 4 Wochen nach Ausgabe der Aufgabenstellung jedoch nicht später als am 30.06. des Ausgabejahres abzugeben. Die zugehörige *.ecd-Datei ist mit Angabe der Praktikumsgruppe an die rechtsstehende Email-Adresse des verantwortlichen Laboringenieurs zu senden oder auf einem Datenträger (gemeinsam mit dem Protokoll!) abzugeben.

Ferner sind die Aufgabenstellung und der Leitfaden im Raum L 222 wieder abzugeben!

Inhalt

In diesem Versuch werden die Vorteile der Leistungsfaktorkorrektur und die Auswirkungen von Saugkreisen untersucht.

Labor Leistungselektronik, Praktikum Bestimmung von Netzrückwirkungen 1
HTW Dresden/Fröde
Labor Leistungselektronik, Praktikum Bestimmung von Netzrückwirkungen 1

Inhalt

Im Versuch soll das Kennenlernen der Funktionsweisen eines Tiefsetztstellers sowie eines Hochsetzstellers erfolgen.
Außerdem sind die Betriebsverhalten von Tiefsetzsteller bzw. Hochsetzsteller bei unterschiedlichen Betriebsarten und bei Anschluss unterschiedlicher Verbraucher zu untersuchen.

Labor Leistungselektronik, Praktikum Tiefsetzsteller und Hochsetzsteller
HTW Dresden/Fröde
Labor Leistungselektronik, Praktikum Tiefsetzsteller und Hochsetzsteller

Inhalt

In diesem Versuch werden die grundlegenden Einflüsse, die während des Betriebes auf ein Photovoltaik-Modul einwirken, untersucht. Wichtige Schutz- und Beschaltungselemente stehen ebenso im Mittelpunkt dieses Praktikums. Darauf aufbauend soll abschließend eine solare Ersatzenergieversorgung aufgebaut werden.

Labor Leistungselektronik, Praktikum Photovoltaik 1
Labor Leistungselektronik, Praktikum Photovoltaik 1

Forschungsgebiete und Leistungsangebote

  • Theoretische und praktische Untersuchungen zu Stromrichter-Netzrückwirkungen
  • Entwicklung von Programmen für Mess- und Steuerungsaufgaben (bevorzugt LabVIEW)
  • Beratung und Gutachten zu Problemen der Leistungselektronik
  • Bearbeitung betrieblicher Aufgabenstellungen als Praktikums-, Projekt-,  Diplom- oder Masterarbeiten
  • Untersuchungen zur Anwendung moderner leistungselektronischer Bauelemente
  • Analyse und Entwurf von Komponenten und komplexen Systemen der Leistungselektronik
  • Entwicklung von Steuerungs- und Regelungseinrichtungen auf Mikrocontrollerbasis

Betreuende Hochschullehrer und Laboringenieure

Wichtige Dokumente