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Aufbau, Inbetriebnahme und Programmierung eines Power Hardware-in-the-Loop Emulators für hochausgenutzte Synchronmaschinen

Aufbau, Inbetriebnahme und Programmierung eines Power Hardware-in-the-Loop Emulators für hochausgenutzte Synchronmaschinen
type:Masterarbeit
tutor:

Dipl.-Ing. Alexander Schmitt

Image:

zu vergeben

Aufgabenstellung

Vorbemerkung:

Im Rahmen eines Forschungsprojekts am Elektrotechnischen Institut soll ein Power-Hardware-in-the-Loop Emulator für hochausgenutzte Synchronmaschinen aufgebaut werden. Hierfür wird zunächst das Synchronmaschinenmodell in Echtzeit auf einem FPGA berechnet. Das Modell berücksichtigt dabei die Anisotropie des Rotors, die Eisensättigung sowie Kreuzverkopplungseffekte. Um eine elektrische Maschine zu simulieren muss anschließend die berechnete innere Spannung der Maschine (EMK) über ein Kopplungsnetzwerk an den Klemmen des Simulators bereitgestellt.

Aufgabe:

Zur Erzeugung der benötigten hochdynamisch verstellbaren Drehspannung,  soll im Rahmen dieser Masterarbeit ein Modularer-Multiphasen-Multilevel-Umrichter (MMPMC) aufgebaut werden. Das Grundprinzip des MMPMC ist dabei, dass die mehrstufige Ausgangsspannung durch einen induktiven Spannungsteiler erzeugt wird. Dies bedingt zwar, dass die einzelnen Halbleiter für die volle Ausgangsspannung dimensioniert sein müssen, der Strom sich jedoch gleichmäßig auf die einzelnen Zweige aufteilt. Ausgangspunkt dieser Arbeit ist der MMPMC welcher im Rahmen der Masterarbeit von Paul Pomnitz bereits teilweise aufgebaut wurde. Dieser soll zunächst um eine adäquate Netzeinspeisung erweitert werden und anschließend mit dem Maschinenmodell, welches in der aktuell laufenden Masterarbeit von Uli Jurkewitz implementiert wird, kombiniert werden. Abschließend sollen zwei Modulationsverfahren getestet werden, um die vom Maschinenmodell geforderte Spannung möglichst exakt zu stellen.