Werte Leserinnen,

werte Leser,

ich freue mich, dass ich mich Ihnen im Rahmen der Gestaltung dieser Ausgabe der Zeitschrift e + i vorstellen darf. Mein Name ist Michael Hartmann, und ich habe mit September 2021 die neu etablierte Professur für Leistungselektronik am Institut für Elektrische Antriebstechnik und Maschinen an der TU Graz angenommen. Davor war ich über zehn Jahre bei der Schneider Electric Power Drives GmbH, einem namhaften Hersteller von elektrischen Antriebsumrichtern im Nieder- und Mittelspannungsbereich, in Forschung, Vorentwicklung sowie im Innovations- und Normungsbereich tätig.

Der Fachbereich Leistungselektronik fasziniert mich seit vielen Jahren, da er die vielen unterschiedlichen Aspekte der Elektrotechnik und Informationstechnik vereint. Systeme der Leistungselektronik umschließen heute einen extrem großen Leistungsbereich beginnend bei wenigen Milliwatt – etwa zur Versorgung autarker Sensoren – bis zu großen Anlagen der Energieversorgung in einem Leistungsbereich von hunderten Megawatt und darüber hinaus.

Leistungselektronische Komponenten bilden einen unerlässlichen Bestandteil der anzustrebenden Energiewende, werden doch alternative Energieerzeuger und Energiespeicher wie Photovoltaik, Windenergie, Batteriespeichersysteme, Elektrolyseure zur Erzeugung von Wasserstoff, Brennstoffzellen etc. stets mithilfe von leistungselektronischen Konvertern ans Netz angebunden. Ebenso beruht die Transformation der Automobilindustrie vom Verbrennungsmotor hin zum elektrisch betriebenen Fahrzeug in großem Ausmaß auf leistungselektronischen Komponenten, sowohl im Fahrzeug selbst als auch in der notwendigen Ladeinfrastruktur.

An diesen beiden exemplarisch beigezogenen Beispielen ist ersichtlich, dass der Fachbereich Leistungselektronik in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen hat und für einen Großteil aller elektrischen Systeme mittlerweile unverzichtbar geworden ist. Mit der neu etablierten Professur für Leistungselektronik an der TU Graz wird dabei sowohl der wissenschaftliche Standort als auch die fachspezifische Ausbildung von Studierenden in Österreich für die Zukunft gestärkt. Forschungsschwerpunkte meiner Arbeitsgruppe werden etwa der Entwurf und die Optimierung von optimalen Konvertersystemen im Spannungsfeld von Wirkungsgrad, Baugröße, Gewicht, Kosten und Zuverlässigkeit, die Elektromobilität, Power Charging, dreiphasige Konvertersysteme, Leistungs-Schaltverstärker sowie Konverter-Monitoring, Predictive Maintenance und Health Management sein.

Als Thema für dieses Heft habe ich „Emerging Topics in Power Electronics“ gewählt und freue mich, dass ich Ihnen eine Vielzahl unterschiedlicher Aktivitäten in aktuellen Bereichen der Leistungselektronik in Österreich und im benachbarten Ausland in Form von Originalbeiträgen präsentieren darf.

Leistungselektronische Komponenten haben sich im Niederspannungsbereich bereits etabliert und werden in Zukunft auch immer stärker in den Bereich der Mittelspannung vordringen. Die Beiträge von S. Fuchs et al., R. Breda et al., D. Neuner et al. und B. Riegler et al. behandeln allesamt Schaltungsstrukturen für Anwendungen im Mittelspannungsbereich und deren Herausforderungen.

Wide-Bandgap-Halbleiterbauelemente basierend auf SiC und GaN werden zu Recht als „Gamechanger“ bezeichnet, erlauben sie doch im Allgemeinen eine Erhöhung des Wirkungsgrades bei gleichzeitiger Reduktion der Baugröße durch die Steigerung der Schaltfrequenz. Insbesondere GaN-MOSFETs erlauben Schaltfrequenzen im ein- bis gar zweistelligen MHz-Bereich. Die hohen Schaltfrequenzen werden durch extrem hohe Schaltgeschwindigkeiten ermöglicht. Diese stellen jedoch auch große Herausforderungen hinsichtlich EMV bzw. du/dt-Belastung von Filterinduktivitäten oder Motorwicklungen dar. Unterschiedliche Aspekte dazu werden in den Beiträgen von P. Aspalter et al., H. Boulharts et al., F. Vollmaier et al. und J. Hansen et al. behandelt.

Die Beiträge von Z. Bosnjic et al., P. Jonke et al. und F. Himmelstoss et al. runden das breite Bild leistungselektronischer Aktivitäten im nahen universitären und außeruniversitären Bereich ab.

Ich bedanke mich bei allen Autoren für ihre Beiträge und wünsche Ihnen, geschätzte Leserinnen und Leser, viel Freude bei der Lektüre!