Elektromobilität: Entwicklung eines modularen SiC-Antriebsstromrichters mit FPGA-basierter Echtzeitsteuerung

Institut

Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme (TUM-ED)

Typ

Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

experimentell / theoretisch / konstruktiv /  

Beschreibung

Im Rahmen eines Forschungsprojekts im Bereich der Leistungselektronik und elektrischen Antriebstechnik wird ein modularer Antriebsprüfstand zur experimentellen Validierung neuartiger Modulations- und Regelungsverfahren aufgebaut. Hierfür soll ein leistungsfähiger Zwei-Level-SiC-Umrichter entwickelt werden, der eine flexible und echtzeitfähige Ansteuerung elektrischer Maschinen ermöglicht.

 Ziel dieser Studienarbeit ist die Entwicklung, der Aufbau und die Inbetriebnahme der hierfür erforderlichen Umrichterelektronik. Diese umfasst eine Gatetreiberplatine für ein Infineon® HybridPACK™ Drive G2 SiC-Leistungshalbleitermodul, eine lokale FPGA-Steuerplatine auf Basis eines AMD® Artix-7 sowie eine DC-Link-Platine. Zunächst sollen die elektrischen, funktionalen und mechanischen Anforderungen an die Platinen und deren Schnittstellen definiert werden. Darauf aufbauend erfolgen die Schaltplanentwicklung und das PCB-Layout in KiCad. Nach Fertigung und Bestückung sollen die einzelnen Platinen schrittweise in Betrieb genommen, zu einem funktionsfähigen Umrichter integriert und anhand grundlegender Funktionstests validiert werden. Der entwickelte Umrichter bildet anschließend ein modulares Leistungselektronikmodul des elektrischen Antriebsprüfstands.

Voraussetzungen

• Sehr gute Kenntnisse in Leistungselektronik und elektrischen Antrieben
• Sehr gute Kenntnisse in digitaler Schaltungstechnik
• Gute Kenntnisse in Schaltplanerstellung und PCB-Layout, idealerweise mit KiCad
• Gute Kenntnisse zu FPGAs
• Gute Kenntnisse in Matlab/ Simulink
• Kenntnisse in hardwarenaher Programmierung und digitalen Schnittstellen
• Selbstständige, strukturierte und sorgfältige Arbeitsweise

Möglicher Beginn

sofort

Kontakt

Sascha Bahl-Fritz, M. Sc.
sascha.bahl-fritztum.de

Ausschreibung