Elektrotechnisches Institut (ETI)

Erweiterung eines Modularen Multilevel Matrix Umrichters zum Betrieb als Modularer Multilevel Umrichter mit Vollbrücken

  • Forschungsthema:Modulare Multilevel Umrichter
  • Typ:Masterarbeit
  • Datum:04.04.2016
  • Betreuer:

    M.Sc. Dennis Bräckle

  • Bearbeiter:

    David Nass

  • Motivation

    Am ETI werden der Betrieb, die Reglung und die Einsatzgebiete verschiedener Topologien auf Basis der Modularen Multilevel Umrichter (MMC) untersucht. Dazu wurden bereits ein Modularer Multilevel Umrichter in Matrixkonfiguration (M3C) aufgebaut. In dieser Arbeit soll der vorhandene Aufbau so erweitert werden, dass ein Betrieb als DC-AC Multilevel Umrichter möglich ist (M2C). Damit können weitere Untersuchungen zu Netzdienstleistungen mit unterschiedlichen Topologien der Modularen Multilevel Umrichter erfolgen.

    Aufgabenstellung

    Um den M3C als M2C betreiben zu können, muss das vorhandene Drosselnetzwerk des M3C erweitert werden. Dazu werden zusätzlich gekoppelte Drosseln eingebaut. Diese müssen über Schütze umschaltbar ansteuerbar werden. Die Auswahl der Schalter, die notwendige Ansteuerung und der Einbau in den Schrank ermöglichen anschließend den Betrieb in M2C-Konfiguration.

    Die Software des Prototypenaufbaus wird für den Betrieb als M2C vorbereitet. Die Modulatoren – realisiert auf FPGA – des Umrichters sind so zu konfigurieren, dass ein Betrieb sowohl als M3C als auch als M2C möglich ist.

    Die Regelung des Umrichters wird mit Matlab/Simulink aufgebaut. Dabei kann auf bereits vorhandene Modelle zur Adaption zurückgegriffen werden.

     

    Zur Verifikation des Konzepts, der Hardware und der Software werden Messungen am Prototyp durchgeführt. Dieser wird von einem Inselnetz gespeist, um den gesamten Frequenzbereich abdecken zu können.

     

    Prototyp eines MMC Zweigs und Messungen der Ausgangsspannungen