BA – Konstruktion und Inbetriebnahme eines Dreipunkt-SiC-Umrichters

Im Vergleich zu konventionellen Zweipunkt-Umrichtern bieten Dreipunkt-Umrichter die Möglichkeit zur
besseren Nachbildung der sinusförmigen Ausgangsspannung sowie zur Reduktion der Schaltverluste und der Spannungsbelastung der Leistungshalbleiter. Ein weit verbreiteter Dreipunkt-Umrichter ist der Neutral-Point-Clamped-Umrichter (NPC). Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Neutral-Point-Clamped-Umrichter aus diskreten Leistungsmodulen aufgebaut werden, der künftig zur Erprobung von Modulations- und Regelungsverfahren dient. Die dazu nötigen Halbbrücken-Module, die entsprechenden Gate-Treiber, die Sensorik und der Zwischenkreis sind bereits vorhanden. Ziel dieser Arbeit ist es, die verbleibenden Komponenten zu ergänzen, den Umrichter aufzubauen und in Betrieb zu nehmen.

Nach der Einarbeitung in die Topologie sollen die zu erwartenden Verluste für gegebene Arbeitspunkte analytisch abgeschätzt werden. Mit Hilfe dieser Ergebnisse sollen die Klemmdioden und ein Luftkühlkörper ausgewählt werden. Für den vorhandenen Zwischenkreis ist im nächsten Schritt eine passende Modulanordnung zu finden und eine möglichst niederinduktive Anbindung zu konstruieren. Danach sollen alle Teile mechanisch zusammengeführt und der Umrichter aufgebaut werden. Abschließend ist die Funktionsfähigkeit zu prüfen. Die Ergebnisse sind umfassend zu dokumentieren.

Bearbeiter: Patrizia Ronge

Betreuer: Simon Quergfelder

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März