Elektrotechnisches Institut (ETI)

Auslegung, Entwurf und Inbetriebnahme eines Kleinspannungs-Kompaktumrichtersystems

  • Motivation

    Die modulare Umrichterplattform am ETI umfasst neben einer leistungsfähigen Signalverarbeitung auch mehrere Umrichter in unterschiedlichen Leistungsbereichen. Diese werden Beispielsweise für die Erprobung neuer Regelalgorithmen von elektrischen Maschinen, potentialgetrennten DC/DC-Wandlern etc. verwendet.

    Um einen Einsatz in der Lehre zu ermöglichen ist eine Ergänzung des Portfolios um einen Kleinspannungs-Kompaktumrichter mit hoher Taktfrequenz notwendig. Neben einer umfangreichen Messwerterfassung soll der Umrichter durch geeignete Schutzmaßnahmen einen weitestgehend eigensicheren Betrieb ermöglichen.

    Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein solcher Kleinspannungs-Kompaktumrichter ausgelegt, entworfen und in Betrieb genommen werden.

    Aufgabenstellung

    Auf Basis des ETI-MOSFET-Stromrichters soll ein kompakter Umrichter entworfen werden, welcher mit mindestens 100kHz PWM-Frequenz betrieben werden kann.

    Dieser soll neben hoch aufgelöster Strom- und Spannungsmessungen auch eine Stromsteigungsmessung ermöglichen. Hier muss das am ETI entwickelte Sensorkonzept der planaren Rogowskispule entsprechend angepasst werden.

    Die Datenverarbeitung soll direkt im ETI-SoC System erfolgen. Hier muss eine geeigneter Einschubkarte incl. FPGA entworfen und die entsprechenden Schnittstellen definiert werden. Abschließend soll eine Inbetriebnahme incl. Tests aller Sicherheitseinrichtungen erfolgen.