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BA – Entwicklung einer Schutzschaltung

Entwicklung einer Schutzschaltung für Hochleistungs-DC-Quellen und Lasten

Kurzzusammenfassung

Am Lehrstuhl für elektrische Energietechnik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg wird ein neuer DC-Teststand aufgebaut, der sich durch seine einmalige Modularität und Flexibilität auszeichnet. Eben diese Eigenschaften stellen jedoch eine große Fehleranfälligkeit dar. Ziel dieser Aufgabe ist es daher eine Schutzschaltung zu entwerfen, welche die elektronischen Geräte im Teststand vor verschiedenen Fehlern schützen soll. Dazu wurden zunächst die genauen technischen Spezifikationen und die Funktionsweise der Geräte analysiert. Im Anschluss wurden die Fehlerfälle Kurzschluss, Verpolung und Überspannung genauer betrachtet und eine Auswahl möglicher Schutzmechanismen aus verschiedenen Bereichen der Elektrotechnik erstellt. Diese wurden schließlich auf ihre Anwendbarkeit hin untersucht und in einen Schaltungsentwurf integriert. Mit Hilfe von weiteren Berechnungen wurde auch bereits eine Auswahl der möglichen Bauteile zum konkreten Schaltungsbau getroffen.

Abstract

The chair of electrical power engineering at the Friedrich-Alexander-University in Erlangen-Nuremburg is currently building a new DC-Testgrid which stands out for its unique modularity and flexibility. These characteristics however pose an high error-proneness. Goal of this thesis is to design a protection circuit which is capable of protecting the electronic sources and sinks against various errors. To achieve this the devices were first analyzed for their electrical properties and functionality. Then a closer look has been taken at the error cases short circuit, wrong polarity and overvoltage. A selection of protective mechanisms from different areas of electrical engineering. These were then examined for their practical use and integrated into a circuit design. Via calculations a selection of electrical components were then chosen.

Bearbeiter: Johannes Leugner

Betreuerin: Melanie Lavery

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März