Auslegung und Regelungsent­wurf eines M2C

Projektbeschreibung

Bei der als modularer Mehrpunktstromrichter (engl. modular multilevel converter ) (M2C) bezeichneten Topologie handelt es sich um eine relativ neue leistungselektronische Schaltung für Mittelspannungsstromrichter, die zahlreiche technische Vorzüge gegenüber existierenden Schaltungen hat. So kann durch den Einsatz dieses Stromrichters für viele Anwendungen auf ein aufwendiges Netzfilter verzichtet werden. Der modulare Aufbau in Form einer Reihenschaltung vieler gleicher Teilmodule ermöglicht außerdem eine gute Skalierbarkeit für verschiedene Spannungsebenen mit immer den gleichen Kernkomponenten.
An dieser Topologie wird im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit der Siemens AG, Nürnberg und der Universität der Bundeswehr München gemeinsam geforscht. Die Arbeiten an der TU Dresden konzentrieren sich dabei vor allem auf die Schwerpunkte

• Modellbildung,
• Entwurf von Steuerungs- und Regelungsverfahren und
• Entwicklung von Verfahren zur Dimensionierung der Kondensatoren in den Teilmodulen.

Außerdem entsteht an der TU Dresden derzeit eine Modellanlage zur Untersuchung von Steuerungs- und Regelungsverfahren für einen solchen Stromrichter. Damit wird es künftig auch möglich sein, das Zusammenspiel mehrerer verschiedener Konvertertypen zu untersuchen.

Entstandene wissenschaftliche Publikationen

• Bärnklau, H., Gensior, A., Bernet, St.: Submodule Capacitor Dimensioning for Modular Multilevel Converters. In Proc. ECCE 2012. S. 4172 – 4179, Raleigh, USA, 2012.

• Bärnklau, H., Gensior, A., Bernet, St.: Derivation of an Equivalent Submodule per Arm for Modular Multilevel Converters. In Proc. EPE-PEMC 2012, Novi-Sad, Serbien, 2012.

• Bärnklau, H., Gensior, A., Rudolph, J.: A Model-Based Control Scheme for Modular Multilevel Converters. Zur Publikation angenommen in IEEE Trans. Ind. Electr., 2013.

Kontakt

Dr.-Ing. Albrecht Gensior, Dipl.-Ing. Hendrik Fehr