M.Sc. Benedikt Schmitz-Rode

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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. In einer parallelen Arbeit wird ein Dauerlaufprüfstand aufgebaut. Der bestehende Stromrichter soll in dieser Arbeit mit Messstellen und Sensorik weiterentwickelt werden.

Aufgabenstellung

In dieser Arbeit soll basierend auf der bisher am ETI bestehenden Umrichterplattform (ETI-Einplatinenstromrichter) ein angepasster Stromrichter zur Vermessung der Komponentenalterung aufgebaut werden. Dies betriftt insbesondere das Halbleitermodul, Verschienung und Zwischenkreiskondensatoren. Im ersten Schritt soll eine Schaltung zur direkten Messungen der Durchlassspannungen der Halbleiter getestet werden. Diese soll zusammen mit weiteren Messsschaltungen, z.B. für den Kondensatorstrom und Temperaturen, auf dem angepassten Stromrichter integriert werden. Der neue Stromrichter soll mit den zusätzlichen Messungen in Betrieb genommen werden sowie die softwareseitige Zuordnungen der gemessenen Durchlassspannungen vorgenommen werden. Messungen an einer realen Last bzw. der Halbleiterkennlinien auf dem Doppelpulsprüfstand runden die Arbeit ab.