Multilevel-Umrichterschaltung mit glatter Ausgangsspannung und glattem Eingangsstrom LINVERTER

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Walter Schumacher
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5403987

Umrichterschaltungen zur Speisung von Antrieben oder elektronischen Schaltungen erzeugen prinzipbedingt Schaltoberschwingungen, die im Falle von Antrieben auch auf den Zuleitungen zum Motor vorhanden sind. Eine neue Schaltungstopologie erzeugt durch eine mehrphasige Aufspaltung der Schaltvorgänge wesentlich geringere Schaltoberschwingungen bei erhöhter Grundfrequenz. Mit einer sehr einfachen Filterung lassen sich die Restanteile noch weiter reduzieren, so dass ein Umrichter entsteht, der sowohl an der Eingangsseite als auch der Ausgangsseite glatte Verläufe von Strom und Spannung aufweist. Die Topologie verwendet ein Transformatornetzwerk, um die parallelen Zweige mit den Einzelschaltern zu addieren. Es entsteht als Ausgangsspannung an den Klemmen ein Multilevelsignal. Durch die Kopplungswirkung der Transformatoren (im Gegensatz zur kapazitiven Spannungsaufteilung bekannter Multilevel-Umrichter) lassen sich Unsymmetrien der Stromaufteilung auf die parallelen Zweige in allen Betriebspunkten durch Änderungen der Pulsmuster korrigieren. Das vorgestellte Vorhaben untersucht die praktische Anwendbarkeit der Schaltung als Speiseeinheit für Drehstromantriebe mit glatten Spannungen bei hohen Ständerfrequenzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen