Elektromobilität: Entwicklung einer modellprädiktiven Statorflussregelung für koordinierte SOPWM in Multi-Umrichter-Antriebssystemen

Institut

Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme (TUM-ED)

Typ

Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

experimentell / theoretisch /  

Beschreibung

Moderne elektrische Antriebssysteme im Automotive-Bereich verwenden zunehmend mehrere Leistungselektronik-Umrichter an einem gemeinsamen Hochvolt-Zwischenkreis. Gleichzeitig bietet die Synchronous Optimal Pulse Width Modulation (SOPWM) durch ihre zusätzlichen Freiheitsgrade ein großes Potenzial zur gezielten Beeinflussung von Strom-, Spannungs- und Verlustgrößen.

Durch Integration von SOPWM in dynamisch geregelte Antriebssysteme entstehen jedoch neue Herausforderungen. Insbesondere können Unstetigkeiten der optimalen Schaltwinkel während dynamischer Betriebsvorgänge transiente Effekte verursachen. Deren Auswirkungen auf die Antriebsregelung sowie auf die Zwischenkreisgrößen sind bislang nur unzureichend untersucht. Darüber hinaus ist weitgehend offen, wie die Wechselwirkungen mehrerer SOPWM-geregelter Umrichter über die gemeinsame Wirkgröße Zwischenkreisspannungswelligkeit berücksichtigt und koordiniert werden können.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer modellprädiktiven Statorflussregelung für SOPWM-basierte Antriebssysteme. Der Regelungsansatz soll explizit mit Schaltwinkelunstetigkeiten umgehen können und eine hierarchische Erweiterung zur Koordination mehrerer Umrichter an einem gemeinsamen Zwischenkreis ermöglichen. Die entwickelte Methode wird zunächst in Simulation untersucht und anschließend auf einer Hardware-in-the-Loop-(HiL)-Plattform validiert. 

Voraussetzungen

• Sehr gute Kenntnisse in Regelungstechnik und elektrischen Antrieben
• Sehr gute Kenntnisse in Leistungselektronik und Modulation
• Gute Kenntnisse in MATLAB/Simulink
• Kenntnisse in modellprädiktiver Regelung von Vorteil
• Interesse an Simulation, Optimierung und HiL-Validierung
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise

Möglicher Beginn

sofort

Kontakt

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

Ausschreibung