Lucas Ehrlich

Niklas Katzenburg

zu vergeben

Projektbeschreibung

Im Stromnetz und für Mittelspannungsantriebe mit hoher Leistung werden Modulare Multilevel-Umrichter (MMC) immer wichtiger Insbesondere für die Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HVDC) sind MMC von eminenter Bedeutung. Der Vorteil der MMC gegenüber anderen Topologien ist ihr modulares Konzept, bestehend aus einer Vielzahl von Submodulen, die in Serie geschaltet werden.

Aufgrund ihrer hohen Relevanz für das Stromnetz der Zukunft und für leistungsstarke elektrische Antriebe wird sowohl am ETI als auch an anderen Instituten an der Regelung von MMC geforscht. Um neu entwickelte Regelungskonzepte schnell und ungefährlich testen zu können, bietet es sich an, einen Miniatur-MMC mit relativ geringer Spannung, wie in [1] vorgestellt, zu nutzen. Ein solcher Miniatur-MMC kann außerdem von Studierenden für Abschlussarbeiten und Laborpraktika verwendet werden.

Basierend auf dem in [1] vorgestellten Prototyp und einer vorherigen Arbeit soll im Rahmen dieser Projektarbeit der µMMC vollständig in Betrieb genommen und getestet werden. Die dazu notwendigen Schritte sind im Abschnitt „Aufgaben“ aufgeführt.

[1] C. Hao et al., "Meet the Micro-MMC," IEEE Power Electronics Magazine, vol. 10, no. 4, pp. 47-52, Dec. 2023, doi: 10.1109/MPEL.2023.3329613.

Aufgabenstellung

• Einarbeitung in die Schaltung des Micro-Modularen Multilevel-Umrichters (µMMC)
• Abschließen der Inbetriebnahme einer Baugruppe des µMMC, die durch einen Mikrocontroller angesteuert wird
• Bestückung von zwei weiteren (identischen) Baugruppen in der Prototypenfertigung des ETI und anschließende Inbetriebnahme dieser
• Design und Aufbau eines Gehäuses für die sichere Verwendung im Labor
• Implementierung einer Ansteuerung des µMMC auf einem Mikrocontroller mithilfe der Entwicklungsumgebung "Matlab/Simulink"
• Kombination der drei Teilbaugruppen zum vollständigen µMMC und Inbetriebnahme des µMMC
• Optional: Integration des µMMC in die bestehende Signalverarbeitungshardware des ETI