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Entwurf und Vergleich optimierter Modulationsverfahren für modulare Multilevelumrichter (MMC)

Entwurf und Vergleich optimierter Modulationsverfahren für modulare Multilevelumrichter (MMC)
Forschungsthema:modulare Multilevelumrichter
Typ:Studienarbeit
Betreuer:

Dipl.-Ing. Johannes Kolb

Bearbeiter:

Robert Schmidt

Aufgabenbeschreibung

Am Elektrotechnischen Institut werden modulare Multilevelumrichter (MMC) für verschiedene Schaltungstopologien und Anwendungen untersucht. Für die Ansteuerung der Halbleiterschalter innerhalb der Zellen muss ein Modulator geeignete Schaltzustände berechnen. Dabei werden die Zellen so angesteuert, dass die vorgegebene Zweigspannung im zeitlichen Mittel gestellt wird. Darüber hinaus muss der Modulator für die Symmetrierung der Kondensatorspannungen in den Zellen eines Zweiges sorgen, indem er die Schaltzustände in Abhängigkeit der jeweiligen Kondensatorspannung und der Stromrichtung passend auswählt. Diese Berechnung des Modulators wird bisher mit jedem Abtastschritt ohne Berücksichtigung der Anzahl von Umschaltungen durchgeführt.

Bild

In dieser Arbeit soll das Modulationsverfahren dahingehend optimiert werden, dass häufige Umschaltungen, welche zu hohen Schaltverlusten und hoher EMV-Belastung führen, vermieden werden. Dafür müssen geeignete Modulationsstrategien, die trotz reduzierter Umschaltungen eine hohe Qualität in der Spannungserzeugung und Zellsymmetrierung gewährleisten, identifiziert werden. Die Verfahren sind zunächst theoretisch zu entwerfen und sollen dann in einer MATLAB/Simulink-Simulation verifiziert werden. Anschließend sollen sie auf einem FPGA mittels VHDL implementiert und messtechnich analysiert und verglichen werden.