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Aufbau und Inbetriebnahme einer einstellbaren, bidirek-tionalen und potentialgetrennten DC-Spannungsquelle

Aufbau und Inbetriebnahme einer einstellbaren, bidirek-tionalen und potentialgetrennten DC-Spannungsquelle
tutor:

M.Sc. Rüdiger Schwendemann, M.Sc. Lukas Stefanski

Motivation

Am Institut durchgeführte Laborversuche benötigen häufig eine einstellbare potentialfreie DC-Spannungsquelle. Im Bereich kleiner Leistungen (<1,5kW) und niedriger Spannungen werden hierfür käufliche Labornetzteile verwendet. Bei größeren Leistungen werden Leonard-Generatoren als DC-Netzteile herangezogen. Da die am Institut vorhanden Labornetzteile in der Regel nicht rückspeisefähig sind muss in manchen Fällen bereits bei kleinen Leistungen auf Leonard-Generatoren zurückgegriffen werden, was oftmals auf Grund der Anzahl der verfügbaren Geräte zu Engpässen führt. Zudem erfüllen die Leonard-Generatoren nicht die Ansprüche einer hochdynamisch geregelten DC-Spannungsquelle, welche für den modernen Laboreinsatz nötig sind.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll eine einstellbaren, bidirektionalen und potentialgetrennten DC-Spannungsquelle aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Vor dem Aufbau des Gesamtsystems erfolgt zunächst die Einarbeitung in die Themenbereiche Active-Front-End (AFE), resonante Dual Active Bridge (DAB) und prädiktiver Regelverfahren für DC/DC-Wandler, um sich die theoretischen Grundlagen anzueignen. Anschließend müssen die einzelnen Teilsysteme in Betrieb genommen werden und zu einem Gesamtsystem zusammengeführt werden. Hierzu muss eine Gesamtbetriebsstrategie entwickelt werden um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die Leistung des Systems soll im Bereich 25-30 kW liegen und eine Ausgangsspannung von 100 V bis 800 V ermöglichen bei einem Ausgangsstrom von maximal 120 A