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Implementierung und Analyse von optimierten Modulationsverfahren für Modulare Multilevelumrichter

Implementierung und Analyse von optimierten Modulationsverfahren für Modulare Multilevelumrichter
Forschungsthema:Modulare Multilevelumrichter
Typ:Bachelorarbeit
Betreuer:

Dipl.-Ing. Johannes Kolb

Bearbeiter:

Christoph Rollbühler

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. In vorangegangenen Arbeiten wurden bereits verschiedene Verfahren, die einerseits eine gute Symmetrierung der Zellen und andererseits eine Reduzierung der Schaltfrequenz ermöglichen, grundsätzlich untersucht.

In dieser Arbeit sollen diese spezifizierten Modulationsverfahren für Zellen mit Halbbrücken Modulationsverfahren in MATLAB/Simulink Modelle implementiert und hinsichtlich der resultierenden Schaltfrequenz und Unsymmetrie untersucht werden. Für die Analyse in der Praxis sollen dann die Verfahren in die FPGAs der Modulatoren mittels VHDL programmiert und in Messungen untersucht werden. Anschließend müssen diese Modulationsverfahren für den Betrieb mit Vollbrücken-Zellen angepasst werden. Diese sind ebenfalls sowohl in der Simulation als auch auf den FPGAs zu implementieren, im Betrieb zu vergleichen und zu untersuchen.