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

In einem Serienresonanzwandler werden gezielt Freiläufe für ganzzahlige Resonanz-Halbperioden geschaltet, um eine Regelung zu erzielen. In einem Serienresonanzwandler werden gezielt Freiläufe für ganzzahlige Resonanz-Halbperioden geschaltet, um eine Regelung zu erzielen. (Bild: M.Nießen, TH Köln)

Forschungsprojekt Gepard „Zweistufiges 50kW Schnellladesystem für die Elektromobilität“

In diesem Projekt soll ein zweistufiges 50kW Schnellladesystem für die Elektromobilität aufgebaut und erprobt werden. Einem Active-Frontend wird ein Serienresonanzwandler mit hohem Frequenz-Leistungsprodukt sowie regelbarem Weitbereichsausgang nachgeschaltet. Forschungsgegenstand liegt in der Auslegung und Modulation des weichschaltenden DC-DC Wandlers, auch bei thermisch bedingter Frequenzdrift


General meeting Aachen 2018 General meeting Aachen 2018 (Bild: RWTH Aachen, E.ON Research Center)

Forschungsprojekt DCT REES "Direct Current Technology: Renewable Energy Education and Skill Development in South Africa"

Das internationale Projekt zur Ausarbeitung eines Studiengangs zur DC Technologie in Südafrika  wird getragen von einer Kooperation bestehend aus 14 Projektpartnern aus Südafrika, Belgien, den Niederlanden und Deutschland. Ziel des Projektes ist es, südafrikanischen Hochschulen einen Leitfaden an die Hand zu geben, der es den Studenten ermöglichen soll, die DC Technologie in Südafrika zu fördern und auszubauen.


Forschungsprojekt Antriebssteuerung

Zusammen mit einem Industrieunternehmen werden verschiedene Aspekte einer Antriebseinheit weiterentwickelt.


Halbbrücken mit gekoppeltem Induktor Schaltung mit gekoppeltem Induktor als aufwandsarmer Ersatz für einen Standard-Inverterzweig mit induktivem Abgang (Bild: Patrick Deck, TH Köln)

Forschungsprojekt Coupled Tape-Wound Cores

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.


Antriebsprüfstand Antriebsprüfstand (Bild: A. Krampe, TH Köln)

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 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.


Installation der galvanisch trennenden, flexiblen, programmierbaren Spannungsquelle Installation der galvanisch trennenden, flexiblen, programmierbaren Spannungsquelle (Bild: P. Deck, TH Köln)

Forschungsprojekt "Flexible, programmierbare Spannungsversorgung"

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.


Topologie des IFEC 2017 Topologie des IFEC 2017 (Bild: C. Dick, TH-Köln)

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

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.


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

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

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.


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

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

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


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

Forschungsprojekt Synthese induktiver Anordnungen

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


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

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

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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