Ansteuerverfah­ren und Schutzkonzepte für integrierte Wechselrichter­module

Projektbeschreibung

Bei der effizienten Nutzung regenerativer Energien kommt der modernen Leistungselektronik eine zentrale Bedeutung zu, da die Energiewandler, beispielsweise Windkraftgeneratoren oder Solarzellen einerseits in ihrem optimalen Arbeitsbereich betrieben werden sollen und andererseits die erzeugte Elektroenergie verlustoptimal und mit hoher Qualität in ein Elektroenergie-Versorgungsnetz eingespeist werden soll.
Die Verluste bei der Energieübertragung zwischen Gondel und Boden der Anlage können bis zu 30 % der Anlagenverluste betragen. Durch eine Erhöhung der Ausgangsspannung von 690 V auf 1000 V lassen sich diese Übertragungsverluste halbieren. Um weiterhin Niederspannungshalbleiter (1200 V, 1700 V) verwenden zu können, ist es erforderlich eine Mehrpunkttopologie, wie den Dreipunkt-NPC-Stromrichter (3L-NPC VSC) einzusetzen.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines intelligenten 3L-NPC-Phasenbausteins mit 1200 V IGBTs und Dioden. Um Stromrichterherstellern den Umstieg auf die Dreipunktstromrichtertopologie zu erleichtern, soll der Phasenbaustein alle dreipunktspezifischen Herausforderungen selbst bewältigen. Dazu gehören einerseits eine spezielle Dreipunktmodulation und andererseits die Beherrschung von Kurzschlussfehlern innerhalb des Halbleitermoduls.

Entstandene wissenschaftliche Publikationen

• Sprenger, M.; Álvarez, R.; Bernet, S.: Direct dead-time control - a novel dc-link neutral-point balancing method for the three-level neutral-point-clamped voltage source inverter, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE 2012, Raleigh, USA, 15.-20. Sept. 2012

• Sprenger, M.; Álvarez, R.; Bernet, S.: Experimental investigation of short-circuit failures in a three level neutral-point-clamped voltage-source converter phase-leg with IGBTs, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE 2013, Denver, CO, USA, 15.-19. Sept. 2013

• Sprenger, M.; Barth, T.; Álvarez, R.; Tannhäuser, M.; Bernet, S.: Experimental verification of direct dead-time control and DC-link neutral-point balancing of a three level neutral-point-clamped (3L-NPC) VSC, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE 2013, Denver, CO, USA, 15.-19. Sept. 2013

Kontakt

Dr.-Ing. Michael Sprenger

Mitteilungen

Pressemitteilung zum Abschluss des Verbundprojektes