Elektrotechnisches Institut (ETI)

Entwicklung und Aufbau eines Hardware in the Loop (HIL)-basierten Inbetriebnahmesystems für leistungselektronische Baugruppen und FPGA-Signalverarbeitung

  • Forschungsthema:Prüfsystem-Entwicklung
  • Typ:Bachelorarbeit
  • Datum:ab sofort
  • Betreuer:

    Dominik Schulz

    Simon Frank

  • Bild:

    Einplatinenstromrichter

  • Bearbeiter:

    noch offen

  • Motivation

    Am Elektrotechnischen Institut (ETI) wird in den kommenden Monaten ein eigenständiges Inselnetz zur Untersuchung zukünftiger leistungselektronischer Netze und deren Regelung aufgebaut. Die dazu notwendigen Komponenten werden am Institut selbst entwickelt und gefertigt. Daraus ergibt sich der Bedarf, diese Baugruppen auf eine korrekte und fehlerfreie Funktionalität zu prüfen, sowie deren Sicherheit zu gewährleisten. Durch den Aufbau eines automatisierbaren Inbetriebnahmesystems wird dafür eine standardisierte und einfach durchzuführende Funktions- und Sicherheitsprüfung ermöglicht.
    Zudem soll die Möglichkeit geschaffen werden, die Signalverarbeitung, Regelung und Fehlerüberwachung auf dem real verwendeten FPGA zu implementieren und zu testen, ohne dabei am Leistungsteil angeschlossen zu sein. Dieser soll stattdessen zusammen mit einem AC- oder DC-Netz HIL-basiert durch das institutseigene SoC-System emuliert werden, wodurch eine schnelle und sichere Software-Entwicklung für spätere Anwendungsfälle wie beispielsweise Netzregelungen ermöglicht wird.

     

    Aufgabenstellung

    Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines flexiblen, möglichst universell einsetzbaren Inbetriebnahmesystems, welches alle oben genannten Anforderungen erfüllt. Hierfür soll zunächst ein Gesamtkonzept unter Verwendung bereits entwickelter, institutseigener Signalverarbeitungskarten erarbeitet werden. In einem zweiten Schritt sollen notwendige Adapter- und Anpassplatinen entwickelt, hergestellt und getestet, sowie der mechanische Testaufbau konstruiert werden. Während des gesamten Entwicklungsprozesses soll darauf geachtet werden, dass die Plattform auch für zukünftige Entwicklungen genutzt werden kann und dementsprechend anpassbar bzw. erweiterbar ist. Abschließend wird das einsatzbereite System mit defekten und fehlerfreien Platinen auf eine korrekte Funktionsweise geprüft, sowie die Möglichkeit zur HIL-Entwicklung beispielhaft demonstriert.