Optimale Betriebsführung des modularen Multilevelumrichters als Antriebsumrichter

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Braun
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 181384309

Für die Speisung drehzahlveränderlicher Antriebe mit hoher Spannung werden häufig Mehr¬punkt-wechselrichter eingesetzt. Ein Vertreter dieser Multilevelumrichter ist der modulare Multilevelumrichter (MMC), welcher aus der Verschaltung identischer Module realisiert wird. Diese Art von Umrichter lässt sich aufgrund der strengen Modularität entsprechend der gewünschten Ausgangsspannung flexibel skalieren und ist deshalb für den Einsatz in Hochspannungsanwendungen prädestiniert. Das entscheidende Auslegungskriterium eines modularen Multilevelumrichters ist die in den einzelnen Modulen zu installierende Kapazität, welche die Energieschwankungen innerhalb des Systems puffern muss. Desweiteren treten bei niedrigen Ausgangsfrequenzen Probleme mit der unsymmetrischen Energieverteilung innerhalb des Umrichters auf. Gerade für die Anwendung als Antriebsumrichter muss der MMC aber in der Lage sein, niedrige Ausgangsfrequenzen bzw. Gleichgrößen am Ausgang zu erzeugen, um eine elektrische Maschine über ihren gesamten Drehzahlbereich betreiben zu können.Ziel dieser Arbeit ist es, ein geeignetes Steuerverfahren für den Betrieb des modularen Multi¬level-umrichters zur Speisung eines elektrischen Antriebs zu finden und die Funktion im experimentellen Aufbau nachzuweisen. Ausgehend von einem allgemeinen Ansatz soll untersucht werden, durch welche Möglichkeiten sich der Energiehub im stationären Betrieb senken lässt. Daraus soll ein geeignetes Verfahren abgeleitet und erprobt werden, welches den Betrieb im oder nahe des singulären Punktes bei der Frequenz Null ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen