KIT - Elektrotechnisches Institut - Institut - Mitarbeitende - Aufbau und Inbetriebnahme eines Power-Hardware-in-the-Loop Emulators auf Basis eines Parallel-Hybrid-Umrichters

Motivation
Im Rahmen eines Forschungsprojekts am Elektrotechnischen Institut (ETI) soll ein sechsphasiger Power-Hardware-in-the-Loop Emulator aufgebaut werden. Um eine elektrische Maschine zu emulieren, wird die innere Spannung (EMK) der Maschine mit Hilfe eines Maschinenmodells berechnet und über eine Induktivität an den Klemmen des Emulationsumrichters bereitgestellt. Um ohne Umbaumaßnahmen verschiedene Maschinen und/oder auch hochausgenutzte Synchronmaschinen emulieren zu können, ist es notwendig die zur Kopplung verwendete Induktivität teilweise mit zu emulieren. Hierzu muss der Emulationsumrichter eine hochdynamische und präzise Spannungsquelle sein. Eine solche Spannungsquelle stellt der am ETI entwickelte Parallel-Hybrid-Umrichter auf Basis von kaskadierten H-Brücken da.
Aufgabenstellung
Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein dreiphasiger Parallel-Hybrid-Umrichter (PHC) auf Basis von kaskadierten H-Brücken (CHB) aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Hierzu muss neben dem eigentlichen Aufbau und der Inbetriebnahme der Hardware auch die Software für den sicheren Betrieb des PHCs im FPGA des ETI-SoC-Systems implementiert werden. Die Software umfasst dabei einen PI-Energieregler und einen Sortieralgorithmus zum Balancieren der CHB-Kondensatorenergien sowie einen prädiktiven Stromregler für die Begrenzung der CHB-Ströme und das Einregeln der mittleren CHB-Ströme.