Modulbeschreibung
Elektronik und Regelungstechnik I
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
- kennen die Vorgehensweise bei der Schaltungsentwicklung.
- kennen die physikalischen Prinzipien in der Halbleitertheorie.
- kennen die Funktionsweisen der analogen Standardbauteile.
- können Schaltungen mit den analogen Standardbauteilen entwerfen.
- können Kippschaltungen entwerfen.
- können einen magnetischen Kreis auslegen.
- können eine Spule und einen Transformator berechnen.
- können ungeregelten Stromversorgungen auslegen.
- können lineare Spannungsregler auswählen und dimensionieren.
- kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
- kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
- können für eine gegebene antriebstechnische Aufgabe den Motor auswählen.
- kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
- können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
- können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
- können für vorliegende Schaltungen das elektrische Schaltverhalten berechnen und simulieren.
- können für vorliegende Antriebssysteme und Schaltungen das thermische Verhalten berechnen und simulieren.
- können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
- können grafische Benutzeroberflächen bauen.
- kennen das MVC-Paradigma (Model View Controller) und setzen es beim Entwurf ein.
- können Ausnahmefälle in Programmen erkennen und behandeln.
- können kleine Applikationen entwerfen und implementieren.
- können gedruckte Schaltungen mit einem EDA-Tool erstellen.
- können analoge Schaltungen nach einem Lastenheft entwickeln.
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Zusätzliche Eingangskompetenzen:
Vorausgesetzt sind die beiden Module Elektrotechnik & Lineare Algebra I sowie Elektrotechnik & Lineare Algebra II.
Modultyp:
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Analoge Schaltungstechnik, Grundlagen der Leistungselektronik sowie Konzepte der Programmierung bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während der Unterrichtsphase:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik und Analoge Schaltungstechnik eine Prüfung geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Analogschaltungen wird das Projekt bewertet.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik und Analoge Schaltungstechnik eine Prüfung (Gewicht je 10%) geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Analogschaltungen wird das Projekt bewertet (Gewicht 25%).
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Analoge Schaltungstechnik (Gewicht 15%), Grundlagen der Leistungselektronik (Gewicht 15%) sowie Konzepte der Programmierung (Gewicht 25%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- können einen magnetischen Kreis auslegen.
- können eine Spule und einen Transformator berechnen.
- kennen die Eigenschaften und Limitationen der ungeregelten Stromversorgungen und können diese auslegen.
- kennen die Eigenschaften der linearen Spannungsregler und können für ein vorliegendes Design-Problem einen passenden auswählen und dimensionieren.
- kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
- kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
- können für eine gegebene antriebstechnische Aufgabe den Motor auswählen.
- kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
- können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
- können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
- können für vorliegende Schaltungen das elektrische Schaltverhalten berechnen und simulieren.
- können für vorliegende Antriebssysteme und Schaltungen das thermische Verhalten berechnen und simulieren.
- können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
Modul- und Lerninhalt:
- Magnetischer Kreis
- Reluktanzmodell
- ungeregelte Gleichrichterschaltungen
- netzgeführte Stromrichter
- Thyristorgesteuerte Gleichrichterschaltungen
- Spule
- Transformator
- Motor (DC-Motor, Asynchronmaschine, Synchronmaschine, Schrittmotor, Brushless DC-Motor)
- Transienten Analyse / Schaltvorgänge
- Thermische Auslegung
- Bauelemente Leistungselektronik wie Leistungsdiode, Bipolar Leistungstransitor, Thyristor, GTO (gate turn off thyristor), Leitungs-MOSFET, IGBT (insulated bipolar transitor)
Lehr- und Lernmethoden:
Lehrmittel/-materialien:
Skript und Vorlesungsunterlagen