Nichtlineare modellbasierte Regelung modularer Mehrpunktstromrichter

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Albrecht Gensior
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278909121

Das Forschungsvorhaben soll sich mit modularen Mehrpunktstromrichtern befassen, da diese relativ neue leistungselektronische Topologie sowohl in der Energieversorgung als auch in der Antriebstechnik zunehmend an Bedeutung gewinnt. Sie wird zur Hochspannungsgleichstromübertragung, zur Spannungs- und Frequenzwandlung für das Bahnnetz, zur Bereitstellung von Inselnetzen, beispielsweise an Bord von Schiffen und als maschinenseitiger Stromrichter verwendet. Besonders für Anwendungen als netz- oder maschinenseitiger Stromrichter ist meist ein schnelles Verhalten des geregelten Systems erwünscht, so dass der Schwerpunkt des Forschungsvorhabens auf dem Steuerungs- und Regelungsentwurf für diese Topologie liegt. Nachdem im Rahmen des vorangegangenen Projektes die technische Machbarkeit gezeigt wurde, indem ein deutlich besseres Verhalten bei Überführungen und Symmetriervorgängen nachgewiesen wurde, soll in der Fortsetzung des Projektes die bisher eingeschränkte Echtzeitfähigkeit verbessert werden. Darüber hinaus soll der Anwendungsbereich des auf einer Vorausplanung des Verhaltens beruhenden Verfahrens erweitert werden, so dass bisher nicht unterstützte Betriebsmodi realisiert werden können. Dazu zählt beispielsweise der Betrieb des Stromrichters am Netz beim Reversieren der Energieflussrichtung als auch der Betrieb bei reiner Blindleistung. Methodisch ist das geplante Forschungsvorhaben damit im Schnittbereich der Fachgebiete Leistungselektronik und Regelungstechnik angesiedelt, so dass einerseits moderne Methoden der Regelungstechnik für nichtlineare Systeme zur Anwendung kommen sollen, die im leistungselektronischen Umfeld bisher kaum verbreitet sind. Andererseits sollen ausdrücklich Aspekte betrachtet werden, die für einen praktischen Einsatz der zu entwickelnden Verfahren und Algorithmen wichtig sind. Um diesen Anforderungen zu genügen, sollen die Algorithmen nicht nur simulativ, sondern auch experimentell an einer bestehenden Modellanlage erprobt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen