Forschung

Brücke zwischen Elektrotechnik und Mechanik

Mechatronik ist ein Kunstwort für die Verbindung von Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik. Sie stellt damit zum einen eine Brücke zwischen diesen Disziplinen dar und beschäftigt sich gleichzeitig mit der funktionalen und aufbautechnischen Integration der unterschiedlichen Aspekte in der Anwendung.

Die Forschung des Lehrstuhls konzentriert sich auf energie- und antriebstechnische Anwendungen der Mechatronik, wobei die Leistungselektronik die verbindende Rolle einnimmt. Hier trifft die Steuerung und Regelung auf die Aktorik und Sensorik, welche in der Antriebstechnik dann die Verbindung zur Mechanik findet.

Die Entwicklung von neuen Schaltungstechniken, die Nutzung neuartiger Bauelemente und die systemtechnische Optimierung sind Schwerpunkte der Arbeit:

• Elektrische Energiewandlung mit erhöhter Leistungsdichte
• Neuartige Bauelemente für die Leistungselektronik
• Integration von Energiespeichern
• Energiewandlung im Hochleistungsbereich
• Zuverlässigkeit und Lebensdauer von elektrischen Energiewandlern
• Optimierung von Antriebssystemen besonders für Traktionsanwendungen
• Messtechnik an schnellen Leistungshalbleitern

Dieses breite Themengebiet findet in der Leistungselektronik die gemeinsame Klammer.

Die Forschungsthemen sind damit anwendungsnah und behandeln gleichzeitig Schlüsseltechnologien auf folgenden Zukunftsthemen:

• Elektromobilität: Elektrische Antriebe für Fahrzeuge vom Kfz über Bahn bis zum Flugzeug
• Integration regenerativer Energiequellen in das Netz: HVDC-Übertragung, Kopplung von DC-Netzen
• Erhöhung der Energieeffizienz: Integration von Energiespeichern in Antriebssysteme, Leistungselektronik mit erhöhtem Wirkungsgrad
• Erhöhung der Betriebssicherheit und Verfügbarkeit von Schaltungen der elektrischen Energiewandlung

Für diese Arbeitsgebiete steht dem Lehrstuhl eine Forschungsinfrastruktur mit folgenden Kennwerten zur Verfügung:

• Einspeiseleistung bis 300kVA, Hochspannung bis 10kV, Hochstrom bis 2000A
• Klimaschrank, Thermoschrank, Rückkühlanlage und Temperierungsanlage
• Versuchsstand für Hochleistungshalbleiter bis 6.5kV und 3000A
• Antriebslabor bis 200kW

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