IGTE/Institut/Geschichte

1950 - 1975 Enstehung des Institutes

Das heutige "Institut für Grundlagen und Theorie der Elektrotechnik" wurde 1950 als "Lehrkanzel und Institut für Grundlagen der Elektrotechnik und Theoretische Elektrotechnik" gegründet. Bis zu dem Zeitpunkt waren an der Technischen Hochschule nur die "Lehrkanzel für Bau und Betrieb elektrischer Anlagen" und die "Lehrkanzel für Allgemeine Elektrotechnik (und Elektromaschinenbau)" eingerichtet. Leiter des Institutes wurde Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Peter Klaudy. Dieser ist dem Institut bis zu seiner Emeritierung 1973 vorgestanden.


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1975 - 1985 Neuorientierung

In den folgenden Jahren erfolgten weitere gravierende Änderungen für das Institut. So wurde 1975 das neue Universitäts-Organisationsgesetz eingeführt. Die Fakultät für Elektrotechnik, bisher der Fakultät für Maschinenbau angeschlossen, wurde gegründet und die Technische Hochschule wurde eine Technische Universität. Die Umbenennung des Institutes in "Institut für Grundlagen und Theorie der Elektrotechnik", gleichnamig zum entsprechenden Institut an der Technischen Universität Wien, erfolgte im Juni 1983. Einige Jahre nach dieser Umbenennung hat sich der Kurzname "IGTE" für das Institut eingebürgert, eine Bezeichnung die vor allem zuerst von den Kollegen und Forschungspartnern im Ausland verwendet wurde. Es zeigt sich immer wieder, dass das Institut vor allem im Ausland überhaupt nur unter dieser Abkürzung bekannt ist. Mit Prof. Kurt Richter erfolgte im Herbst 1975 ein fast völliger Neubeginn, was die Sachausstattung, den Aufbau der Lehrveranstaltungen, das wissenschaftliche Personal und auch die Forschungsschwerpunkt anbelangte.  Vor allem in der Forschung war dieser Neubeginn unbedingt erforderlich. Während sich Prof. Klaudy und seine Mitarbeiter mit der Entwicklung von supraleitenden Kabeln und der experimentellen Untersuchung von Unipolarmaschinen beschäftigt haben, hat der neue Vorstand, ein gelernter Mikrowellentechniker von der Technischen Hochschule Wien, den Schwerpunkt der Forschungstätigkeit am Institut anfangs auf dem Gebiet der Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik gesetzt. Bereits um 1979 -1980 wurden dann am Institut die ersten Arbeiten auf dem Gebiet der numerischen Berechnung und Simulation elektromagnetischer Felder in Angriff genommen. Zu dieser Zeit war die an der Universität verfügbare Rechnerkapazität ausreichend genug, um an diesem neuen faszinierenden Abschnitt in der Entwicklung der Elektrotechnik, nämlich der numerischen Behandlung der Maxwell'schen Gleichungen, mitzuarbeiten. Bis 1982, also in nur 2 Jahren wurde am Institut von einem Team um Prof. Kurt Preis (er habilitierte 1983), bestehend aus anfangs nur zwei Assistenten, ein Softwarepaket zur Behandlung ebener und rotationssymmetrischer Geometrien entwickelt, mit dem elektrostatische Felder, stationäre elektrische Strömungsfelder, stationäre Magnetfelder unter Berücksichtigung von Sättigungserscheinungen und auch zeitharmonische Wirbelstromprobleme berechnet werden konnten. Damals wurden auch die ersten Kontakte mit der Industrie geknüpft, die entwickelten Programme wurden bereits 1982 bei der Firma Elin-Union (jetzt Siemens Transformers) in Weiz installiert, sind dort bis heute in Verwendung und werden nach wie vor laufend erweitert und verbessert. Ebenfalls seit 1982 besteht eine enge Zusammenarbeit mit der CERN in Genf, die mit der Berechnung von dreidimensionalen Magnetfeldern in Dipolmagneten, eine zur damaligen Zeit durchaus nicht alltägliche Sache, zur Teilchenablenkung im Antiprotonenkollektorring begann. Dieser sollte zum Nachweis der durch die elektroschwache Theorie vorausgesagten Z und W Bosonen dienen. Damals arbeiteten Mitarbeiter des IGTE unmittelbar in der Gruppe von Simon van der Meer, der 1984 gemeinsam mit dem italienischen Physiker Carlos Rubbia den Nobelpreis für den Nachweis dieser Elementarteilchen bekam. Später wurde das Softwarepacket des IGTE beim Design der der Dipolmagneten, welche im LHC (Large Hadron Collider) eingesetzt wurden. Mit dem LHC ist es im 2012 gelungen, die Existenz des Higgs Bosons nachzuweisen, in Folge dessen François Englert und Peter Higgs für die theoretische Entwicklung des Higgs-Mechanismus der Nobelpreis für Physik 2013 zuerkannt wurde.


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1985-2007 Internationale Etablierung, erweiterte Industriekontakte

Die intensiven Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der numerischen Feldberechnung führten dazu, dass seit der Mitte der 80-er Jahre das IGTE zunehmend international sichtbar und anerkannt wurde. Bereits seit 1983 nehmen die Mitarbeiter des Institutes an der jedes zweite Jahr stattfindenden größten internationalen Konferenz zur Berechnung elektromagnetischer Felder, der COMPUMAG (International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields) teil. Im Jahr 1985 wurde Graz als Standort für die Konferenz 1987 bestimmt und die Organisation durch das IGTE übernommen. Über 200 Delegierte aus der ganzen Welt haben an dieser renommierten internationalen Veranstaltung in Graz teilgenommen. Die letzte COMPUMAG wurde 2015 in Montreal mit über 400 Teilnehmern veranstaltet, das IGTE wurde durch 5 Beiträge repräsentiert. Im Board, dem höchsten Gremium der COMPUMAG, vertritt Prof. Oszkár Bíró das Institut seit über 20 Jahren. Ebenfalls 1985 wurde in Graz das erste „IGTE Symposium on Numerical Field Calculation in Electrical Engineering“ veranstaltet. Um eine Kollision mit den zukünftigen COMPUMAG Konferenzen zu vermeiden, wurde das zweite Symposium bereits in 1986 organisiert und fand 2014 zum sechzehnten Mal statt. Die Organisation des 17. IGTE Symposiums 2016 ist bereits im vollen Gange. Die ständige Präsenz des IGTE in der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft wird durch eine rege Teilnahme der Mitglieder des Institutes auch an weiteren internationalen wissenschaftlichen Konferenzen, wie CEFC (Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation), CEM (International Conference on Computational Electromagnetics), EMF (International Symposium on Electric and Magnetic Fields), FEM (International Workshop on Finite Elements for Microwave Engineering) belegt. Durch dieses Engagement hat sich das „IGTE Team“ bereits in den 90-er Jahren als eine der international führenden Gruppen auf dem wissenschaftlichen Gebiet mit der gängigen Bezeichnung „Computational Electromagnetics“ etabliert. Parallel zur hervorragenden Grundlagenforschung wurden in diesen Jahren zahlreiche weitere Industriekooperationen geknüpft. Zusätzlich zu den früher begonnenen Kooperationen mit der heutigen Siemens Transformers Weiz und mit CERN, wurde die Zusammenarbeit mit den Firmen Spezielectra Linz (jetzt Trench Austria), Siemens-Matsushita Deutschlandsberg  und München (heute beide Epcos), VAI Linz, Böhlerwerk, Mikron Gratkorn (später Philips, heute NXP), EVU sowie Trafounion Nürnberg (heute Siemens Transformatorwerk), Infineon, usw. etabliert. Die dabei behandelten Probleme sind vielfältig und reichen von der Berechnung großer Luftspulen wie z.B. Kompensationsdrosseln, TFÜ-Drosseln und Drosseln für HGÜ-Umrichter unter Berücksichtigung der Wirbelstromverluste in den einzelnen Windungen der Spulen bis zu Frequenzen von einigen tausend Hertz über das transiente Verhalten von NTC und PTC Thermistoren unter Berücksichtigung der Erwärmung, des Varistoreffektes und der Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Temperatur bis zur Berechnung von Schalenkernen, Auslegung von Permanentmagnetsystemen, Simulation der induktiven Kopplung bei berührungslosen Mautsystemen, RFID-Anwendungen, Untersuchung der elektrischen Strömungsfelder in Schmelzöfen, Berechnung elektrischer und magnetischer Felder von Hochspannungsanlagen und -leitungen, Untersuchung der Abschirmung von elektromagnetischen Feldern und viele mehr. Der Personalstand des IGTE hat sich in den 90-er Jahren nach der Habilitierung von Prof. Bíró, Prof. Renhart und Prof. Magele auf einen (seit 2000 emeritierten) Universitätsprofessor, 4 außerordentlichen Universitätsprofessoren und zwei Universitätsassistenten, sowie eineinhalb Sekretärinnen, einen Mechaniker und einen halben Hard- bzw. Softwarebetreuer erhöht. Dazu kamen noch etwa 2 bis 3 durch Drittmittel finanzierte Forschungsassistenten, welche in der Regel nach Beendigung der Doktorarbeit oder einige Jahre danach das Institut wieder verlassen haben. Im letzten Jahr vor der Emeritierung von Prof. Richter wurde die Leitung des Institutes durch Prof. Preis übernommen. Seit 2004 leitet Prof. Bíró das IGTE.


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2007- Expansion

Im Oktober 2007 wurde am IGTE und am Institut für Elektrische Antriebe und Maschinen unter der Leitung von Prof. Bíró das Christian Doppler Laboratorium für „Multiphysikalische Simulation, Berechnung und Auslegung von Elektrischen Maschinen“ gegründet. Das Laboratorium mit einem Gesamtbudget von über 2 Millionen Euro wurde zu 50% von der Christian-Doppler Forschungsgesellschaft  und zur Hälfte von den Industriepartnern ELIN Motoren GmbH,  Traktionssysteme Austria GmbH, AVL List GmbH und Andritz Hydro GmbH finanziert. Die grundlagenwissenschaftlichen Fragestellungen, welche im Rahmen der angewandten Forschungstätigkeiten des Christan Doppler Laboratoriums bearbeitet wurden haben die Breite der Forschung am IGTE wesentlich erhöht. Zur bereits etablierten Themen von Computational Electromagnetics sind Gebiete, wie Strukturmechanik, Akustik, Wärmeübertragung, Elektromechanik und die Kopplung von diesen dazugekommen. Dies hat dazu geführt, dass die Reihe der von Institutsmitgliedern regelmäßig besuchten Konferenzen zur numerischen Berechnung elektromagnetischer Felder durch bedeutende internationale Tagungen wie ICEM (International Conference on Electrical Machines), ISEF (International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering), PEMD (IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives) und Coupled Problems (International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering) ergänzt wurde. Im Rahmen des Christian Doppler Laboratoriums wurden 6 Dissertationen verfasst und 6 Master-, bzw. Bachelorarbeiten erstellt. Zum Zeitpunkt der Beendigung des Christian Doppler Laboratoriums in März 2015 konnten die Mitarbeiter des IGTE auf etwa 330 Konferenzpublikationen seit 1985 zurückblicken. Auch die Publikationstätigkeit in „peer reviewed“ Journals hat neue Höhen erreicht: im gleichen Zeitraum war die Gesamtanzahl von solchen Publikationen etwa 220. Zusätzlich zum Christian Doppler Laboratorium wurden in den letzten Jahren am IGTE weitere große Projekte sowohl im Grundlagenforschungsbereich, gefördert durch den FWF (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung), als auch im Bereich der angewandten Forschung, gefördert vom FFG (Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft), abgewickelt. Die Industriepartner dabei waren NXP Semiconductors in Gratkorn und Andritz Hydro GmbH in Weiz. Dies hat dazu geführt, dass sich die Anzahl der drittmittelfinanzierten Projektassistenten am IGTE zeitweise auf bis zu 10 erhöht hat. Seit 2009 besteht das globalfinanzierte Personal des IGTE aus einem Universitätsprofessor, drei außerordentlichen  Universitätsprofessoren und drei Universitätsassistenten im wissenschaftlichen Bereich, bzw. einer Sekretärin und einem teilweise drittmittelfinanzierten Hard- bzw. Softwarebetreuer im nichtwissenschaftlichen Bereich. Nachdem Prof. Preis in 2014 seinen Ruhestand angetreten hat (obwohl er nach wie vor aktiv in Forschung und Lehre tätig ist), wurde am IGTE eine Professorenlaufbahnstelle durch Dr. Thomas Bauernfeind besetzt. Die nächste große Änderung am IGTE ist im Jahr 2019 nach der Pensionierung von Prof. Bíró zu erwarten. Angesichts der in den letzten 30 Jahren erbrachten Leistungen kann aber das Institut zuversichtlich in die Zukunft schauen.


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Kontakt
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Institut für Grundlagen und Theorie der Elektrotechnik
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