Nur eine engagierte und zeitgemäße Ausbildung kann der Leistungselektronik die dringend nötigen Ingenieure liefern

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Interaktives Online-Seminar füllt Wissenslücken in der Leistungselektronik

An der Professur für Leistungselektronik der ETH Zürich wird beispielsweise in Ergänzung zu klassischen Lehrmitteln die frei verfügbare webbasierte Lernplattform iPES (Interactive Power Electronics Seminar) eingesetzt, die dem Nutzer erlaubt, Parameter leistungselektronischer Systeme interaktiv grafisch zu ändern und die Auswirkung dieser Änderung auf den Strompfad und die charakteristischen Strom- und Spannungsformen unmittelbar zu beobachten. Kürzlich wurde iPES durch einen hinsichtlich Leistungselektronik optimierten Schaltungssimulator namens GeckoCIRCUITS erweitert, der auch thermische Simulationen erlaubt, beispielsweise des transienten Verlaufs der Sperrschichttemperatur eines Leistungshalbleiters bei kurzzeitiger Überlast. Außerdem lassen sich die leistungsgebundene elektromagnetische Störaussendung und künftig auch Wicklungs- und Kernverluste induktiver Komponenten simulieren und grafisch darstellen. Die Wechselwirkung der einzelnen Domänen der Leistungselektronik wird so eindrücklich vermittelt.

Keine Theorie funktioniert ohne die Praxis

Eine Vervollständigung dieser virtuellen Erfahrungswelt durch praktische Übungen zu modernen Schaltungskonzepten in industrienaher Form ist selbstverständlich. Nur in diesem Kontext lernen die Studenten simulierte Ergebnisse einzuschätzen und zu relativieren und werden an den für die spätere Praxis typischen Ablauf eines Design- und Analyseprozess herangeführt. Die Vermittlung von Wissen durch das gesprochene Wort und die Begeisterung für das Fachgebiet durch den Dozierenden bleibt dabei jedoch stets das zentrale Element.

Aufgrund der rasanten technologischen Weiterentwicklung der Leistungselektronik kommt neben der universitären Ausbildung auch der späteren berufsbegleitenden Weiterbildung hoher Stellenwert zu. Der Besuch von Fachkonferenzen, wie etwa der PCIM Europe in Nürnberg, und von konferenzbegleitenden Seminaren und Ausstellungen ist hier ein überaus effizienter Weg, ein unmittelbares Bild des letzten Standes der Technik zu erhalten und Wissen in einem spezifischen Teilbereich der Leistungselektronik oder Antriebstechnik aufzubauen.

Aufgaben erkennen, analysieren und lösen

Zukünftig wird eine zunehmende technologische Verfestigung leistungselektronischer Konverter stattfinden. Die Lehre und leistungselektronische Forschung an den Universitäten wird sich somit neben spezifischen Teilthemen mit vielfach geringem Verbesserungspotenzial auch Systemaspekten zuwenden müssen. Hier kommt der Schulung des Abstraktionsvermögens der Studierenden grundlegende Bedeutung zu. Einerseits muss Wissen um die Detailfunktion vermittelt, andererseits jedoch das Verhalten eines Konverters so abstrahiert werden, das Problemstellungen auf Systemebene überschaubar und lösbar bleiben.

Diese Brücke von Konvertern bis zu Energiesystemen in Form von Smart Grids oder auch hybriden Systemen im Bereich Mobilität wird ein hochmodernes Erscheinungsbild der elektrischen Energietechnik und vor allem der Leistungselektronik prägen. Nur eine engagierte, umfassende und modern ausgerichtete Ausbildung in der Leistungselektronik wird daher genügend hoch motivierte Studierende finden und faszinierende Berufsbilder bieten, welche Europa weiterhin eine führende technologische Stellung sichern.

*Prof. Dr. Johann Walter Kolar leitet an der ETH Zürich die Professur für Leistungselektronik und Messtechnik. Seine Forschungen führten bisher zu mehr als 350 wissenschaftlichen Arbeiten und 70 Patenten.

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