Hardware eines Bidirektionalen Gleichstromstellers für Praktikumsanwendungen mit Implementierungsmöglichkeit von Regelmodellen aus Matlab/Simulink

Inhalt:
Im Laufe des Studiums sind die Praktika die einzige Möglichkeit, die Inhalte aus den Vorlesungen praktisch angewandt zu zeigen und zu vertiefen. Dabei kann der Lernprozess effektiv unterstützt werden, indem möglichst viele Phänomene anhand eines Versuchaufbaus praktisch untersucht und mit den eigenen Erwartungen der Studenten gegenübergestellt werden können. Innerhalb der Lehrveranstaltung Leistungselektronik sollen die Funktionsweise und verschiedene Reglungsansätze von Schaltnetzteilen vermittelt werden. Dazu wird eine Hardware aufgebaut, an dem die Studierenden praktische Untersuchungen vornehmen können. Um eine hohe Anzahl an Versuchsaufbauten zu vermeiden, wurde der Aufbau eines bidirektionalen Stromstellers als Ideallösung erachtet. Mit diesem Stromsteller können die Funktionsweisen eines Hoch- und Tiefsetzstellers gezeigt werden. Diese Schalttopologien werden, wegen der einfachen Handhabung, bevorzugt in der Lehre eingesetzt. Zum Beispiel werden in einer Lehrveranstaltung die Grundlagen eines Hochsetzstellers hergeleitet und in der nächsten die Dimensionierung der Bauteile durchgeführt. In der darauffolgenden Lehrveranstaltung können die Grundlagen und die Dimensionierung aus der vorrangegangenen Lehrveranstaltung aufgegriffen und darauf die Regelung entworfen werden. Diese Lehrveranstaltungsübergreifende Verzahnung der Inhalte, hat sich zwecks bessere Orientierung der Studierenden bewährt. Das hier vorgestellte Konzept beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Hardware mit dem Ziel, autonom arbeiten zu können aber auch die Möglichkeit zu haben, Matlab/Simulink-Modelle in die Steuerung zu übertragen. Ein Vorteil dabei ist, dass die Ergebnisse der Simulation und der Hardware direkt miteinander verglichen werden können.