Elektrische Antriebe und Leistungselektronik für Bachelor und Master
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- David Waltz
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1 der Elektrischen Energietechnik für Bachelor und Master Informationen für Studenten Elektrotechnisches Institut der Universität Karlsruhe Stand Januar 2009
2 Elektrische Energietechnik Die Elektrische Energietechnik umfaßt alle Einrichtungen und Verfahren zur Erzeugung, Übertragung, Speicherung und Anwendung elektrischer Energie. Sie ist damit die Basis für die Energieversorgung, den Schienenverkehr und die industrielle Produktion. Bedingt durch die Forderung nach umweltschonendem Umgang mit der Energie dringt sie verstärkt in den Bereich der Automobiltechnik und der nichtfossilen Energieerzeugung vor. Der Bachelorstudiengang vermittelt die Grundlagen zum Verständnis und der Konstruktion, der Anwendung und Steuerung der Betriebsmittel der elektrischen Energietechnik. Über die Kenntnis von Kraftwerksgeneratoren, Leitungen, Stromrichter und elektrische Motoren hinaus werden auch die für die Steuerung dieser Geräte notwendigen informationstechnischen Grundlagen wie Digitaltechnik und Regelungstechnik vermittelt. Der Masterstudiengang vermittelt eine vertiefte wissenschaftliche Behandlung der Betriebsmittel und Verfahren, die für die gegenwärtige und zukünftige Elektrische Energietechnik wichtig sind. Besonders intensiv werden Hochspannungs- und Anlagentechnik sowie Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik behandelt. Innerhalb der Vertiefungsrichtung können durch Wahlvorlesungen Schwerpunkte in folgenden Bereichen gesetzt werden: - Energiesysteme und Hochspannungstechnik - - Regenerative Energien Seite 2
3 Der sichere, wirtschaftliche und umweltschonende Umgang mit Energie ist eine der Hauptaufgaben der kommenden Jahre. Eine besondere Rolle spielt hierbei die elektrische Energie, da sie für fast alle wichtigen Anwendungen die optimal transportierbare und steuerbare Energieform ist: Antriebe zur Beförderung, zur Bearbeitung, Beleuchtungseinrichtungen, Informationsverarbeitung und Informationsübertragung. Schlüsselkomponenten für die Energieerzeugung und Energieanwendung sind dabei elektrische Antriebe und leistungselektronische Stellglieder, die durch intelligente Signalverarbeitung, Sensoren und Aktoren neue Funktionalitäten schaffen wie z. B. Magnetschwebezüge, Autos mit Hybridantrieb, humanoide Roboter, Wind- und Solarkraftwerke. Die für Planung, Entwicklung und Anwendung dieser Technik notwendigen Kenntnisse werden im Studienmodell vermittelt. 1. Schwerpunktfächer, Bachelor In der Vertiefungsrichtung Elektrische Energietechnik kann ab dem vierten Semester der Schwerpunkt des Studiums bestimmt werden. Mit den Modulen aus Tabelle 1 kann das Studium auf den Schwerpunkt ausgerichtet werden. In den Vorlesungen wird das Wissen über die Wirkung magnetischer Felder vermittelt und in den Workshops können praktische Erfahrungen beim Aufbau und der Programmierung eigener Schaltungen gesammelt werden. Dies stellt auch eine gute Vorbereitung für die anschließende Bachelorarbeit dar. Fach SS 4. Sem. WS 5. Sem. SS 6. Sem. V Ü V Ü V Ü Induktive Bauelemente der Elektrischen Energietechnik Die Gleichstrommaschine Workshop Schaltungstechnik Workshop Mikrocontroller Numerische Mathematik Tabelle 1: Empfohlene Module des Schwerpunkts Elektrische Antriebe und Leistungselektronik für Bachelorstudenten Seite 3
4 2. Schwerpunktfächer, Master Im Masterstudium kann der Schwerpunkt Elektrische Antriebe und Leistungselektronik weiter herausgearbeitet werden. Auf Basis der Systemanalyse der Drehstrommaschinen werden Theorie und Praxis der elektrischen Antriebe sowie der Aufbau und die Steuerung moderner Stromrichter behandelt. Kenntnisse über die Funktion von Stromrichtern werden aufbauend auf dem Modul Stromrichtersteuerungstechnik weiter vertieft. Die Lehrinhalte werden in dem Laborpraktikum erfahrbar gemacht und in dem Seminar werden aktuelle Entwicklungen der Leistungselektronik erörtert. Die besonderen Module des Schwerpunkts sind in Tabelle 2 aufgelistet. Fach WS 1. Sem. SS 2. Sem. WS 3. Sem. SS 4. Sem. V Ü V Ü V Ü V Ü Regelung linearer Mehrgrößensysteme Praktikum: Elektrische Antriebe und Leistungselektronik Leistungselektronik II Stromrichtersteuerungstechnik Systemanalyse und Betriebsverhalten der Drehstrommaschine Tabelle 2: Module des Schwerpunkts Elektrische Antriebe und Leistungselektronik für Masterstudenten Seite 4
5 3. Berufsaussichten Der Schwerpunkt vermittelt eine vielseitige Qualifikation für die Berufsfelder Entwicklung, Fertigung, Projektierung, Vertrieb und Management in der Elektrotechnischen Industrie, den Elektrizitätsversorgungsunternehmen und in der nichtelektrotechnischen verarbeitenden Industrie sowie für Tätigkeiten in Ingenieurbüros und Forschungseinrichtungen. Der besondere Reiz dieses Studienschwerpunkts besteht darin, daß es die klassischen Bereiche der Elektrotechnik mit der Informationstechnik verbindet und das Wissen vermittelt, um an innovativen, umweltfreundlichen Lösungen für die Problembereiche Mobilität, Energie und Produktion mitarbeiten zu können. Seite 5
6 Studienplan Studienschwerpunkt der Elektrischen Energietechnik für Bachelor Semester Fach SWS V Ü Mathematik Wahrscheinlichkeitstheorie Physik Lineare elektrische Netze 4 1 Digitaltechnik 3 2 Mathematik Komplexe Analysis und Integraltransformationen Physik Elektronische Schaltungen 2 1 Informationstechnik 2 1 Praktikum Informationstechnik 0 2 Felder und Wellen 4 2 Grundlagenpraktikum Mathematik Systemdynamik und Regelungstechnik 3 1 Elektrische Maschinen und Stromrichter 2 2 Elektroenergiesysteme 2 2 Passive Bauelemente 2 1 Festkörperelektronik 2 1 Technische Mechanik Praxis elektrischer Antriebe 2 1 Schlüsselqualifikationen 4 0 Induktive Bauelemente der Elektrischen Energietechnik 1 0 Workshop Schaltungstechnik 2 0 Die Gleichstrommaschine 1 0 Signale und Systeme 2 1 Halbleiterbauelemente Grundlagen der Hochfrequenztechnik 2 1 Energietechnisches Praktikum 0 4 Management elektrischer Energie 2 2 Workshop Mikrocontroller Numerische Mathematik 2 1 Bachelorarbeit 8 0 Grün: Module für alle Vertiefungsrichtungen Blau: Schwerpunktmodule der Elektrischen Antriebe und Leistungselektronik Seite 6
7 Studienplan Studienschwerpunkt der Elektrischen Energietechnik für Master Semester Fach SWS V Ü Leistungselektronik Industrieelektronik 2 0 Hochspannungstechnik Elektrische Anlagen- und Systemtechnik 2 2 Praktikum: 4 0 Veranstaltungen aus dem Wahlbereich 2 0 Regelung linearer Mehrgrößensysteme 3 1 Leistungselektronik Regelung elektrischer Antriebe 3 1 Hochspannungstechnik Stromrichtersteuerungstechnik 2 0 Systemanalyse und Betriebsverhalten der Drehstrommaschine 4 0 Veranstaltungen aus dem Wahlbereich 4 0 Berufspraktikum Veranstaltungen aus dem Wahlbereich 6 0 Schlüsselqualifikationen Masterarbeit 20 0 Seite 7
8 Anschrift des Schwerpunktberaters Dipl.-Ing. A. Stahl Elektrotechnisches Institut (ETI) Universität Karlsruhe Adenauerring 7, Geb D Karlsruhe Tel: Weitere Informationen sind auch unter zu finden. Seite 8
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