Elektrotechnisches Institut (ETI)

Aufbau und Inbetriebnahme einer einstellbaren bidirektionalen DC-Stromquelle mit mittelfrequent getaktetem Transformator zur Potentialtrennung

Aufgabenstellung

Aufbau und Inbetriebnahme einer universell einsetzbaren bidirektionalen DC-DC-Potentialtrennung mittels HF-Transformator

Beschreibung
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.

Aufgabe
Um den Engpass bei den Leonard-Generatoren abzumildern, soll im Rahmen dieser Diplomarbeit eine universelle bidirektionale DC-DC-Potentialtrennung mittels HF-Transformator aufgebaut und getestet werden. Die Leistung des HF-Transformators soll im Bereich 20-25kW liegen und eine Ausgangsspannung von bis zu 800V ermöglichen. Die Taktfrequenz der ansteuernden Leistungselektronik soll zwischen 10-20kHz betragen. Der HF-Trafo soll mit einem Ringbandkern, welcher aus dem neuartigen nanokristallinen Werkstoff VITROPERM 500F besteht, aufgebaut werden. Bedingt durch die Ausgangsspannung von 800V, ist es zudem notwendig ein activ-front-end aufzubauen welches eine DC-Spannung im Bereich 560V-800V zur Verfügung stellen kann.