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Netzspannungserfassung mittels Sigma-Delta-Wandlern

Netzspannungserfassung mittels Sigma-Delta-Wandlern
Typ:Bachelorarbeit
Betreuer:

Dipl.-Ing. Bernd Bohnet

Bearbeiter:

Alexander Mielczarek

BESCHREIBUNG

Die Messung der Netzspannung erfolgt in bisher aufgebauten Stromrichtern über eine Spannungserfassungskarte, die eine Eingangsspannung von ±1000 V auf ein ±10 V Signal herunterteilt und anschließender A/D-Wandlung über eine separate Karte. Dabei muss dieser Messpfad sehr aufwändig abgeglichen werden und bietet zudem keine Potentialtrennung.

 Im Gegensatz zu anderen A/D-Wandlern erzeugen Sigma-Delta-Wandler aus einem Analogsignal ein flankenmoduliertes Digitalsignal. Dies erlaubt die sehr einfache Potentialtrennung, was diesen Wandlertyp für viele Messaufgaben bei Stromrichtern besonders vielversprechend erscheinen lässt.

 

AUFGABE

 Im Laufe der Arbeit soll eine Spannungserfassungskarte aufgebaut werden, die auf potentialgetrennten Sigma-Delta-Wandlern von Texas Instruments basiert.

Besonderes Augenmerk soll dabei neben der Potentialtrennung auf die Integration in das ETI-DSP-System mittels einer robusten differentiellen Datenübertragung gelegt werden.

Die Auswertung des modulierten Signals erfolgt direkt auf einer FPGA-Karte des ETI-DSP-Systems. Hierfür muss der VHDL-Code zum Filtern und Herstellen eines digitalen Datenworts zur Weiterverarbeitung in einer überlagerten Regelung geschrieben und getestet werden. Dabei sollen verschiedene Filtertopologien miteinander verglichen werden.

In der verbleibenden Zeit soll die Funktion des Wandlers in einer bestehenden Umrichteranlage verifiziert werden.