A three-phase low-voltage grid-connected current source inverter

Titiz, Furkan Kaan; de Doncker, Rik W. (Thesis advisor); Dieckerhoff, Sibylle (Thesis advisor)

Aachen : ISEA (2019, 2020)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge des ISEA 133
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (iv, 128 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019

Kurzfassung

Stromzwischenkreiswechselrichter (current source inverter - CSI) werden überwiegend in Hochleistungsanwendungen, wie zum Beispiel als elektrische Antriebe, eingesetzt. Dennoch können sie als Alternative zu Spannungszwischenkreiswechselrichter (voltage source inverter) für kleinere Leistungen verwendet werden. In dieser Arbeit wurde ein dreiphasiger niederspannungsnetzgekoppelter CSI mit rückwärtssperrenden IGBTs untersucht und die entsprechenden Analysen, Design, Simulationen, Aufbau und Vermessungen wurden behandelt. Zuerst wurden die Grundlagen von CSI einschließlich dessen Steady-State-Verhalten vorgestellt. Außerdem wurden die Analyse über die Optimierung der DC-Spuleninduktivität, Filterdesign, Modulation und harmonische Analyse und Verlustverteilungen beschrieben. Zusätzlich wurde auf den diskontinuierlichen Betrieb und Modellierung mit unterschiedlichen Methoden, wie State-Space-Averaged dq-Model, eingegangen. Danach wurde die Simulationsumgebung vorgestellt und das Regelungsverfahren inklusive dessen Design erklärt. Die State-State- und transiente Ergebnisse wurden dargelegt wobei nichtideales Verhalten auch berücksichtigt wurde. Zusätzlich wurden die Simulationsergebnisse von ein- zwei- und dreiphasigen Netzstörungen mit PV-Eingang erläutert. Der Prototyp als Proof of Concept und die eingeschwungenen und transienten Messergebnisse wurden dargestellt. Auswertung von Simulations- und Messergebnissen inklusive Effizienzwerten runden die Arbeit ab.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614510]
• Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614500]