M.Sc. Benedikt Schmitz-Rode

Anton Eder

Motivation

Aufgrund der steigenden Durchdringung leistungselektronischer Systeme im Bereich der Industrie, der Energieübertragung und der Mobilität rückt die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems immer mehr in den Fokus. Nicht nur in sicherheitskritischen Bereichen, wie z.B. dem elektrischen Fliegen, sondern auch in der industriellen Umgebung sollen sich entwickelnde Fehler erkannt werden, um eine vorbeugende Wartung zu ermöglichen und Standzeiten zu verhindern. Der State-of-Health der Komponenten ist bisher überwiegend nur mit Hilfe von komplexen und zusätzlichen Messschaltungen detektierbar. Am Elektrotechnischen Institut (ETI) wird an einer Alterungserkennung mit Hilfe von Methoden aus dem Bereich des maschinellen Lernens geforscht, die auf den vorhandenen Messdaten des Stromrichters sowie der Regelung basiert. Hierfür sollen die Sensitivitäten von typischen Alterungseffekten des Umrichters, wie z.B. Schädigung der Bonddrähte, Verschlechterung des Gatetreibers und Lötstellenermüdung auf das Schaltverhalten des Umrichters analysiert werden.

Aufgabenstellung

Aus vorangegangenen Arbeiten besteht bereits ein Testumrichter, an dem Alterungseffekte nachgebildet werden können. Der Umrichter stellt dabei bereits die elektrischen Abgriffe zur Erweiterung um externe Messschaltungen zur Verfügung. Im Rahmen der Arbeit soll eine Schaltung entwickelt werden, die im Umrichterbetrieb die Durchlassspannungen der Halbleiter messen kann. Im ersten Schritt soll eine Literaturrecherche zu gängigen Ansätzen erfolgen. Im nächsten Schritt soll eine geeignete Schaltung in Spice simuliert und als Platine aufgebaut werden. Die Messschaltung soll anschließend in Betrieb genommen werden. Dafür können erste Messungen am Doppelpulsprüfstand erfolgen. Nach erfolgreicher Validierung kann der Testumrichter mit der Messschaltung am Antriebsprüfstand eingesetzt werden und die Datenänderungen der Messschaltung mit den Regelgrößen korrelliert werden.