BA – Entwicklung einer Regelung für einen netzgebundenen vereinfachten Dreipunktstromrichter

Für den Betrieb von Dreipunktstromrichtern sind Regelungsverfahren notwendig, um zum einen den vorgesehenen Arbeitspunkt des Stromrichters einzustellen und zum anderen eine Balancierung der Zwischenkreisspannungen sicherzustellen. In konventionellen Systemen nutzt ein linearer Stromregler den Modulationsgrad als Stellgröße für den Arbeitspunkt, während ein paralleler Regelkreis redundante Zustände der Modulation verwendet, um die Kondensatorspannungen zu balancieren. Eine alternative Möglichkeit stellt die Zustandsraumregelung dar, bei der in einer Mehrgrößen-Systembeschreibung beide Regelungsziele gleichzeitig berücksichtigt werden.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen beide Regelungskonzepte für einen netzgebundenen Sparse-Neutral-Point-Clamped-Umrichter untersucht und verglichen werden. Dazu ist zunächst eine Einarbeitung in die Topologie sowie das vorhandene PLECS-Simulationsmodell mit gegebenem Modulationsverfahren erforderlich. Darauf aufbauend sind eine Ausgangsstrom- und Neutralpunktregelung auf Basis einer konventionellen Regelungsstruktur mit PID-Reglern sowie einer Zustandsraumregelung umzusetzen. Hierfür sind jeweils geeignete Methoden zur Reglerauslegung zu recherchieren. Abschließend sind die Regelungskonzepte im Hinblick auf das Führungs- und Störverhalten, insbesondere auf die Stromqualität und Neutralpunktstabilität, durch simulative Untersuchungen zu bewerten. Die Ergebnisse sind umfassend zu dokumentieren.

Bearbeiter: Aaron Linsel

Betreuer: Simon Quergfelder 

Verantwortlicher:  Prof. Dr.-Ing. Martin März