Fachgebiet für Elektromobilität und Leistungselektronik
Elektrische Antriebssyteme
PWM der Raumzeigermodulation
Resultierender Strom der Raumzeigermodulation
Ansynchronmaschine
Leistungselektronikboard
Ein Schwerpunkt im Fachgebiet Elektromobilität und Leistungselektronik (EMLE) sind Elektrische Antriebssysteme.
Das Leistungsspektrum der Antriebe liegt in dem Bereich von 0,5 kW bis 100 kW.
Hierbei wird von der Raumzeigerprogrammierung, dem Microcontroller und der Leistungselektronik bis hin zur der elektrische Maschine der Antrieb in seiner Gesamtheit betrachtet.
Die feldorientierten Regelungssysteme für die Asynchronmaschinen (ACIM) und permanenterregten Synchronmaschinen (PMSM) werden in Simulink simuliert und anschließend auf dem Mikrocontroller implementiert.
Auf Basis des mathematischen Motormodells werden Algorithmen für die sensorlose Regelung, die sogenannten Beobachter, untersucht und implementiert.
Der Einsatz von modernsten Mikrocontrollern mit den mathematischen Beschleunigungsmodulen wie CORDIC, ermöglicht die komplexen Berechnungen in Echtzeit.
Besonderes Augenmerk wird auf die Analyse, die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und die Filterung des Frequenzspektrums der Wechselrichter und Leistungselektronik gelegt.
Leistungselektronik
Die Leistungselektronik ermöglicht die effiziente Umformung von elektrischer Energie. Diese Umformung ermöglicht beispielsweise die effiziente und präzise Ansteuerung von Motoren (Antriebstechnik) sowie die Netzeinspeisung regenerativ erzeugter elektrischer Energie. Ohne Gleichrichter, Wechselrichter, Gleichstromsteller und Frequenzumrichter wäre die Nutzung regenerativ erzeugter elektrischer Energie sowie die Elektromobilität nicht denkbar.
Zudem ermöglicht die Weiterentwicklung leistungselektronischer Bauelemente das Optimieren von Steuerungs- und Regelungsverfahren, was unter anderem den Wirkungsgrad der jeweiligen Systeme verbessert und die Lebensdauer erhöht.
Elektromobilität
Das Fachgebiet für Elektromobilität und Leistungselektronik betrachtet die Mobilitätswende nicht ideologisch, sondern ausschließlich aus wissenschaftlichen Gesichtspunkten. Dabei stehen besonders die Ladesysteme im Fokus des Fachgebietes, die als Bindeglied zwischen der (regenerativen) Energiegewinnung / dem Energieversorgungsnetz und den Elektrofahrzeugen zu verstehen sind. Ebenso übernehmen Energiespeicher eine zentrale Rolle im Zusammenhang mit der Energie- und Mobilitätswende. Weitere Schwerpunkte stellen die digitale Ladekommunikation, die Fernwartbarkeit, die Berücksichtigung neuer Geschäftsmodelle, die Payment Systeme sowie die Rückwirkungen in das Energieversorgungsnetz dar.
Mikroprozessortechnik
In der Mikroprozessortechnik ist die Verknüpfung von Hardware- und Softwarekenntnissen ein entscheidender Faktor. Ohne elektrotechnisches Verständnis können aus Datenblättern und Handbüchern nicht die Informationen gewonnen werden, die zum Beispiel zur Ansteuerung taktgebender Oszillatoren benötigt werden. Verwendet werden Mikroprozessoren beispielsweise zur Auswertung von Sensoren, zur Steuerung und Regelung von Aktoren, bis hin zur Umsetzung komplexer Prozesssteuerungen. Dabei ist die Integration in bestehende Bussysteme ein wesentlicher Bestandteil.
Gesetze, Verordnungen und Normen
Neue Technologien sowie die Verwendung bestehender Technologien in neuen Anwendungsbereichen bringt oftmals rechtliche und normative Fragestellungen mit sich. Um zukunftsfähig und nach aktuellem Stand der Technik entwickeln zu können, arbeitet das Fachgebiet mit Spezialisten aus den Bereichen der Gesetzeswissenschaften und der Normung zusammen. Ebenso wird viel Wert auf die Zusammenarbeit in Gremien und in Netzwerken gelegt, um auf aktuelle Entwicklungen frühzeitig eingehen zu können.
