MA – Modellierung und Verlustanalyse eines dreiphasigen ARCP-Wechselrichters in MATLAB/Simulink unter Verwendung detaillierter Halbleitermodelle

Die Simulation leistungselektronischer Schaltungen in MATLAB/Simulink ist ein integraler Bestandteil der modernen Entwicklungs- und Auslegungspraxis. Bei weichschaltenden Stromrichtern sind konventionelle Ansätze zur Abbildung des Schaltverhaltens, beispielsweise anhand der Datenblattangaben der Schaltenergien, nicht ausreichend. In dieser Masterarbeit soll ein detailliertes Simulink-Modell eines dreiphasigen Auxiliary Resonant Commutated Pole (ARCP)-Wechselrichters aufgebaut werden, in dem die Leistungshalbleiterschalter beispielsweise mithilfe eingebetteter SPICE-Modelle oder Lookup-Tabellen sowie aller relevanten Schaltungskomponenten realitätsnah modelliert werden. Ziel ist es, Schalt- und Durchlassverluste der eingesetzten Halbleiter sowie alle weiteren Verlustanteile unter Berücksichtigung der Temperatur der Bauelemente präzise zu bestimmen und systematische Parameterstudien durchzuführen. Dazu soll eine kleine Bibliothek aufgebaut werden, in der verschiedene Halbleiterschalter (IGBTs/MOSFETs, Packages, diskrete Bauelemente/Leistungsmodule) mit ihren relevanten Kennparametern hinterlegt sind und im Simulationsmodell flexibel einsetzbar sind. Die Simulationsergebnisse sollen dabei bereits während der Modellbildung und im weiteren Verlauf fortlaufend mit den Messdaten eines ARCP-Prototyps abgeglichen werden, um die Modellgüte zu validieren und belastbare Empfehlungen für den zukünftigen Entwurfsprozess abzuleiten.

Betreuer: Thomas Lehmeier, Adrian Amler

Für Studienfächer: EEI

Frühest möglicher Beginn: sofort

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März