Aufgabenstellung

Vorbemerkung

Im Rahmen eines Forschungsprojekts am Elektrotechnischen Institut soll ein Power-Hardware-in-the-Loop Simulator aufgebaut werden. Um eine elektrische Maschine zu simulieren wird die innere Spannung (EMK) der Maschine mit Hilfe eines Maschinenmodells berechnet und über eine Induktivität an den Klemmen des Simulators bereitgestellt. Um nun ohne Umbaumaßnahmen verschiedene Maschinen simulieren zu können, ist es notwendig die zur Kopplung verwendete Induktivität teilweise mit zu simulieren, weshalb es notwendig ist die innere Spannung der Maschine sehr schnell zu verändern.

Aufgabe

Zur Erzeugung der benötigten hochdynamisch verstellbaren Drehspannung,  soll im Rahmen dieser Masterarbeit ein Multiphasen-Multilevel-Umrichter aufgebaut werden. Der Grundgedanke des Multiphasen-Multilevel-Umrichters ist, dass hier die mehrstufige Ausgangsspannung durch einen induktiven Spannungsteiler erzeugt wird. Dies bedingt zwar, dass die einzelnen Halbleiter für die volle Ausgangsspannung dimensioniert sein müssen, der Strom sich jedoch gleichmäßig auf die einzelnen Zweige aufteilt. Ausgangspunkt des aufzubauenden Umrichters ist der einphasige Multilevel-Umrichter welcher im Rahmen der Masterarbeit von Christian Knopf aufgebaut wurde. Dieser soll aus Platzgründen zunächst in einen größeren Schaltschrank (1800x800x900) umgebaut und anschließend zum dreiphasigen Umrichter erweitert werden. Darüber hinaus ist es notwendig die Ausgangsspannung des Maschinensimulators potentialgetrennt zu Verfügung zu stellen. Die Trennung soll mit Hilfe eines Mittelfrequenztransformators realisiert werden. Abschließend sollen zwei Modulationsverfahren getestet werden, um die vom Simulator geforderte Spannung möglichst exakt zu stellen.