Kontakt & Service

Laborleiter

Prof. Dr. Christian Dick

Prof. Dr. Christian Dick

Informations-, Medien- und Elektrotechnik
Institut für Automatisierungstechnik (IA)

  • Campus Deutz
    Betzdorfer Straße 2
    50679 Köln
  • Raum HW1-30
  • Telefon+49 221-8275-2262

F&E Projekte im Labor für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe

Forschungsprojekt IFEC 2017: “High-Efficiency High-Density Isolated DC-DC Converter“

Topologie des IFEC 2017
Topologie des IFEC 2017 (Bild: C. Dick, TH-Köln)
Ein Studententeam der TH-Köln nimmt zum achten Mal in Folge am Internationalen Studentenwettbewerb „International Future Energy Challenge (IFEC)“ teil. Die diesjährige Aufgabe ist die Darstellung eines 750W hochfrequenten, galvanisch trennenden DC-DC Wandlers mit hoher Leistungsdichte. Die Zielvorgabe der Leistungsdichte ist >15W/cm³ und der Effizienz >96% @ 100% Last. Es soll eine variable Eingangsspannung von 360V bis 400V in eine konstante Ausgangsspannung von 12V transformiert werden. Die Ausgangsspannung darf einen maximalen Spannungsrippel von 100mVpp aufweisen.


Forschungsprojekt Coupled Tape-Wound Cores

Halbbrücken mit gekoppeltem Induktor
Schaltung mit gekoppeltem Induktor als aufwandsarmer Ersatz für einen Standard-Inverterzweig mit induktivem Abgang (Bild: Patrick Deck, TH Köln)
​​In diesem Forschungsprojekt werden neuartige gekoppelte Induktoren erforscht, aufgebaut und schließlich demonstriert. Dabei sollen die Ergebnisse einen materialarmen Ersatz für die klassischen hartgeschalteten Inverterhalbbrücken mit induktivem Abgang bilden.


Forschungsprojekt PVT-direkt

Ziel des Projekts ist die Konstruktion eines funktionsfähigen „PVT-direkt Moduls“ mit CO2-Direktverdampfung in Mikrokanälen. Des Weiteren wird zur Einbindung und Analyse der PVT-direkt Anlage im Energieverbund ein mathematisches Modell des Gesamtsystems, bestehend aus PVT-Modul und Warmwasserspeicher, mit dem  Simulationsprogramm MATLAB Simulink erstellt.


Forschungsprojekt "Entwicklungstätigkeiten für emCologne (Formula Student Electric)"

Das Labor für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe unterstützt im Rahmen von studentischen Projekt- und Abschlussarbeiten das TH Köln Team „e Motorsports Cologne“, welches regelmäßig an der Formula Student Electric teilnimmt.


Abgeschlossene Projekte


Forschungsprojekt "Flexible, programmierbare Spannungsversorgung"

Installation der galvanisch trennenden, flexiblen, programmierbaren Spannungsquelle
Installation der galvanisch trennenden, flexiblen, programmierbaren Spannungsquelle (Bild: P. Deck, TH Köln)
Mit diesem Investitionsprojekt konnte eine für diverse Zwecke wichtige Laborkomponente mit einer Leistung bis zu 86kW beschafft werden. Mit der galvanisch getrennten Spannungsversorgung können insbesondere auch Batterien, regenerative Erzeugungsanlagen oder Brennstoffzellen mittels frei konfigurierbarer Charakteristiken emuliert werden.


Forschungsprojekt IFEC 2016: “High Power Density AC-DC Converter”

Topologie IFEC 2016Topologie des IFEC 2016 zur Leistungsdichteoptimierung mit minimalen passiven Komponenten (Bild: TH-Köln, Dick)

Studierende der TH Köln konstruieren und demonstrieren einen Gleichrichter mit den Schlüsselspezifikationen „Weitbereichseingang 90~264 Vrms; 47~63 Hz“ mit netzfreundlichem Verhalten „PF>0.95 @20% load; ITHD < 2% @50% load“.  Die Ausgangsspannung von 400V  soll bei kleiner Restwelligkeit von 5Vpp bis 1,3kW zur Verfügung stehen. Wichtige Zielgrößen sind eine hohe Leistungsdichte >1 W/cm3 und ein möglicher Betrieb bei erhöhten Umgebungstemperaturen.


Forschungsprojekt IFEC 2015: “High-efficiency Wireless Charging System for Electric Vehicles”

Hardwareaufbauten „berührungslose Energieübertragung“Berührungsloses Laden von Elektroautos: Primär- und Sekundärseitige Leistungselektronik mit Transformator bei 15cm Luftspalt (Bild: C. Dick, TH Köln)

Zum sechsten Mal in Folge nahm ein studentisches Team der TH Köln am internationalen Wettbewerb IEEE International Future Energy Challenge (IFEC) erfolgreich teil. Der Wettbewerb hatte zum Ziel bei einer Leistung von 500W ein „High-efficiency Wireless Charging System for Electric Vehicles and Other Applications” darzustellen und im Wettbewerb unter Beweis zu stellen.


Forschungsprojekt Vermessung elektrischer Maschinen

Zu Versuchszwecken wurden diverse elektrische Maschinen (GM, SYM, ASM) sowie Transformatoren vermessen.

Forschungsprojekt Vermessung elektrischer Maschinen
Leitung Prof. Dr.-Ing. Christian Dick
Fakultät Fakultät Informations- Medien und Elektrotechnik
Institut Institut für Automatisierungstechnik
Beteiligte Christian Dick, David Wiegand, Ingo Schaaf
Projektpartner Industriepartner
Fördermittelgeber Direkte Industriefinanzierung
Laufzeit 10/2014 - 02/2015


Forschungsprojekt Pulsmustergeneratoren

Für diverse Anwendungen mit leistungselektronischen Konvertern wurden flexible und konfigurierbare Pulsmustergeneratoren entwickelt.

Forschungsprojekt Pulsmustergeneratoren
Leitung Prof. Dr.-Ing. Christian Dick
Fakultät Fakultät Informations- Medien und Elektrotechnik
Institut Institut für Automatisierungstechnik
Beteiligte Christian Dick, Sarah Gerngroß
Projektpartner Industriepartner
Fördermittelgeber Direkte Industriefinanzierung
Laufzeit 07/2014 - 12/2014


Forschungsprojekt Synthese induktiver Anordnungen

Gütefaktoren von Sende- und Empfangsspule bei unterschiedlichen Materialien A und BGütefaktoren von Sende- und Empfangsspule bei unterschiedlichen Materialien A und B (Bild: C. Dick, TH Köln)

Gegenstand des Projektes ist die Untersuchung von magnetischen Materialien in Hinblick auf die elektromagnetischen Eigenschaften „Flussführung“ und „Abschirmung“ in einem Wireless Power System für Consumer Applications.


Forschungsprojekt Spannungsversorgung Teil 1 und Fortsetzungsprojekt Teil 2

Mit dem Ziel einer hohen Isolationsfestigkeit von mehreren kV wurde eine galvanisch trennende, resonant arbeitende Spannungsversorgung kleiner Leistung dargestellt.

Forschungsprojekt Spannungsversorgung Teil 1 und Fortsetzungsprojekt Teil 2
Leitung Prof. Dr.-Ing. Christian Dick
Fakultät Fakultät Informations- Medien und Elektrotechnik
Institut Institut für Automatisierungstechnik
Beteiligte Christian Dick, Christoph Reuber, Magdalena Błędzińska
Projektpartner AixControl GmbH
Fördermittelgeber AixControl GmbH
Laufzeit 07/2013 bis 01/2014 und 02/2014-07/2014


Forschungsprojekt IFEC 2013: “Highly efficient microinverter for photovoltaic panels”

PhotovoltaikinverterZweistufige Konvertertopologie zur Einspeisung von solarelektrisch erzeugter Leistung (Bild: C. Dick, TH Köln)

Zum fünften Mal in Folge nahm ein studentisches Team der TH Köln am zweijährigen internationalen Wettbewerb IEEE International Future Energy Challenge (IFEC) erfolgreich teil. Dieses Mal wurde eine Leistungselektronik aufgebaut, die eine solarelektrische Leistung von 500 VA in ein AC-Netz einspeisen und alternativ ein Inselnetz aufbauen und betreiben kann. Die Optimierungsgrößen Kosten, Effizienz und Langlebigkeit wurden im März 2013 im Rahmen eines Workshops in Kalifornien vorgestellt und im Juli 2013 von einer internationalen Jury in Ohio bewertet. Dort wurde dem Studententeam der Preis „Best Control Implementation“ verliehen.

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