Elektrotechnisches Institut (ETI)

Entwicklung einer Simulationsumgebung zur Wirkungsgradbestimmung eines Quasi-Z-Source-Umrichters

  • Der Quasi-Z-Source-Umrichter stellt eine Schaltungtopologie dar, welche die Eigenschaften eines Hochsetzstellers und einer Drehstrombrücke miteinander vereint. Zentrale Aspekte dieser Schaltung sind die zur Erzeugung der Hochsetzstellerfunktion und des Drehstromsystems benötigten Modulationsverfahren. Der Unterschied zu den herkömmlichen Modulationsverfahren der Drehstrombrücke besteht im sogenannten "Shoot-Through" Zustand, welcher in die Freiläufe der bekannten Pulsmuster eingebunden wird und zum gezielten Brückenkurschluss führt. Dieser zusätzliche Schaltungszustand führt in der Drehstrombrücke und der Eingangsdiode zu zusätzlichen Halbleiterverlusten, die im Rahmen dieser Arbeit durch die Entwicklung einer geeigneten Simulations- und Auswertungumgebung in Matlab/Simulink quantifiziert werden sollen. Zunächst sollen hierfür bereits erstellte SimPowerSystem-Simulationsblöcke erweitert werden und eine Methode erarbeitet werden, mit der die Schaltverluste anhand des Modells erfasst werden können. Ein weiterer Aufgabenteil enthält die Implementierung von bereits erarbeiteten Gleichungen in Matlab, welche die Halbleiterverluste analytisch beschreiben und durch die Simulation verifiziert werden sollen. Ziel dieser Arbeit ist es, anhand des Simulationsmodells das optimale Modulationsverfahren für den Quasi-Z-Source-Umrichter zu ermitteln.