Energietechnik

Energietechnik

Prof. Dr.-Ing. A. Binder
Prof. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog
Prof. Dr.-Ing. J. Hanson

Inhalt der Lehrveranstaltung:

Im ersten Teil der Lehrveranstaltung wird eine Einführung in Aufbau und Wirkungsweise der wichtigsten elektrischen Maschinen gegeben. Im einzelnen werden behandelt:

Spannungsinduzierung, Drehmomenterzeugung, transformatorische Verkettung; Aufbau und Wirkungsweise der Drehstrom- und Gleichstrommaschinen anhand von Raumzeigerdiagrammen, elektrischen Ersatzschaltbildern und Stromortskurven; ausgeführte Beispiele von Schrittmotor bis zum Kraftwerksgenerator; Anwendungen und Probleme der Antriebstechnik mit Hinweisen auf die Leistungselektronik.

Im Abschnitt „Leistungselektronik“ werden die Grundlagen der verlustarmen, schnell regelbaren Umformung elektrischer Energie durch Schalten mit elektrischen Mitteln behandelt. Beginnend mit dem tief- und dem hochsetzenden Gleichstromsteller wird deren Kombination am Anwendungsbeispiel eines Straßenbahn-Gleichstrom-Antriebes erläutert. Als weit verbreitete Anwendung leistungselektronischer Energieumformung wird ein Schaltnetzteil behandelt, wobei detailliert auf die Brücken-Gleichrichter mit kapazitiver Last, auf den Sperrwandler und auf den Mittelfrequenztrafo eingegangen wird. Zur Speisung drehzahlveränderlicher Drehfeldmaschinen wird ein dreiphasiges, in Frequenz und Amplitude frei einstellbares Spannungssystem benötigt. Die Erzeugung dieser Spannungen mittels eines Umrichters mit konstanter Zwischenkreisspannung wird erläutert und an einem Versuchsaufbau demonstriert.

Im dritten Teil wird eine Einführung in die Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie geben. Im einzelnen werden behandelt:

Überblick über die Energieversorgung (Verbundnetz, Spannungsebenen, Energietransport), Erzeugung elektrischer Energie (Erzeugung, Einsatz der Kraftwerke), wirtschaftliche Aspekte der Energieerzeugung und -verteilung (Barwertmethode, Abschreibung, Kostenrechnung), Grundlagen der Netzberechnung (Leistung, Drehstromsystem, Komponentensystem, Kurzschlußströme, Überspannungen), Betriebsmittel (Netz, Freileitung, Kabel, Transformator), Schutzmaßnahmen in Niederspannungsnetzen, Einfluß elektrischer und magnetischer Felder auf den Menschen, zukünftige Entwicklungen.

Zyklus: SS (3+1)

Voraussetzungen:
keine

Wünschenswerte Voraussetzungen:
Grundlagen der Elektrotechnik I-III, Elektrische Meßtechnik

Form der Prüfungsleistung:
Für ET und WI/ET: schriftliche Prüfung

Ergänzende und weiterführende Lehrveranstaltungen:
Vorlesungen, Übungen und Praktika der Studiengänge Allgemeine Elektrotechnik (AET) und Elektrische Energietechnik (EET).

Skriptverkauf:
Die drei Skripten (alle drei Institute zusammen) zur Vorlesung und Übung werden ausschließlich verkauft im:

city copies
Holzstraße 5
64283 Darmstadt

Kontakt:

Markus Holbein, M.Sc.