Abstract

Die universelle dreiphasige Spannungsquelle stellt eine galvanisch getrennte Ausgangsspannung mit frei einstellbarer Amplitude und Frequenz sowie bidirektionalem Leistungsfluss dar. Zudem soll diese einen niedrigen Oberschwingungsgehalt, hohe Dynamik und kurze Reaktionszeit der Ausgangsspannung bereitstellen. Anwendbar sind universelle dreiphasige Spannungsquellen beispielsweise zum Testen von elektrischen Betriebsmitteln und zum Prüfen des Verhaltens von Erzeugungseinheiten als Folge von Fehlerfällen im Netz. Ebenfalls denkbar ist der Einsatz in Power Hardware-in-the-Loop-Prüfständen, die zur Nachbildung von elektrischen Netzen und Maschinen dienen.

In dieser Arbeit wird ein neues, in der Spannung skalierbares Konzept für eine universelle dreiphasige Spannungsquelle erarbeitet, ausgelegt und aufgebaut. Hierfür wird der Betriebsbereich der Modularen Multilevel-Umrichter erweitert, ein neues Konzept für die galvanische Trennung realisiert sowie ein Verfahren zur aufwandsarmen Erhöhung der Modulationsfrequenz entwickelt. Der Versuchsaufbau wird als Teil eines Power Hardware-in-the-Loop Prüfstands zur Emulation einer hochausgenutzten Synchronmaschine verwendet, um die technische Einsetzbarkeit nachzuweisen.