Zero-Position-Coding-Modulationsverfahren mit separiertem Basisband für dreiphasige Pulswechselrichter

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Mathis; Professor Dr.-Ing. Axel Mertens
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 36903435

Ein am Institut für Theoretische Elektrotechnik der Universität Hannover entwickeltes, neuartiges Modulationsverfahren für schaltende Verstärker soll auf Einsatzmöglichkeiten in der Leistungselektronik hin untersucht werden. Die grundlegend neue Eigenschaft dieses „Separated Baseband Zero Position Coding (SB-ZePoC)“ genannten Verfahrens liegt darin, dass im Nutzsignalband (Basisband) keinerlei Störanteile aufgrund der Modulation auftreten, sofern Berechnung und Realisierung der Schaltzeitpunkte hinreichend genau erfolgen. Diese Eigenschaften sind auch für leistungselektronische Stellglieder in der Energie- und Antriebstechnik interessant, insbesondere bei niedriger Taktrate oder wenn L-C-Filter zum Einsatz kommen. Während im ursprünglichen Anwendungsgebiet der Audiotechnik nur einphasige Leistungsverstärker benötigt werden, sind für die Leistungselektronik typischerweise dreiphasige, teilweise auch höherphasige Systeme erforderlich. Auch hier werden mit Hilfe von schaltenden Verstärkern (Wechselrichtern) Nutzsignale moduliert, die im stationären Betrieb typischerweise sinusförmig sind oder bestimmte Anteile von Harmonischen der Grundfrequenz enthalten. In diesem Projekt wird das oben genannte neuartige Modulationsverfahren auf dreiphasige leistungselektronische Systeme übertragen, auf sein Nutzenpotential für verschiedene Anwendungen untersucht und mit herkömmlichen Verfahren verglichen. Die im ersten Förderzeitraum durchgeführten Forschungsarbeiten bezogen sich weitestgehend auf die Umsetzung des SB-ZePoC-Verfahrens für leistungselektronische Anwendungen im einphasigen Fall. Um das Verfahren in geregelten Systemen einsetzten zu können, musste eine Umsetzung gefunden werden, bei der keine Latenzzeiten auftreten. In dem jetzt beantragten Förderzeitraum von 12 Monaten soll eine Implementierung des Verfahrens für den dreiphasigen Fall erfolgen und weiterführende Aspekte und Fragestellungen, die im Rahmen der Forschungsarbeit der ersten Antragsphase auftraten, näher untersucht werden. Hierzu zählt das Auftreten einer Amplitudenschranke für hohe Signalfrequenzen und explizit die Einbeziehung einer Regelung bei der Implementierung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen