BA – Untersuchungen zur modellprädiktiven Regelung eines vereinfachten Dreipunktstromrichters

Modellprädiktive Regelungen nutzen das Modell eines Systems zur Vorhersage von dessen zukünftigem Verhalten. Mithilfe einer Kostenfunktion wird der günstigste Zustand des Wandlers ausgewählt, um ein gewünschtes Verhalten des Systems zu erzielen. Im Vergleich zu linearen Regelungsverfahren mit PWM-Modulator können so zum einen auch Nichtlinearitäten und Beschränkungen direkt in die Regelung einbezogen werden. Zum anderen können konkurrierende Optimierungsgrößen, wie die Neutralpunkt-Balancierung und Qualität des Ausgangsstromes bei Dreipunktstromrichtern, einfach gegeneinander gewichtet werden.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein modellprädiktiver Regler für einen netzgebundenen Sparse-Neutral-Point-Clamped-Umrichter (SNPC) untersucht werden. Dazu sollen zunächst gängige Methoden der modellprädiktiven Regelung und die Funktion der Topologie durch eine Literaturrecherche nachvollzogen werden. Danach ist eine modellprädiktive Regelung für den Ausgangsstrom und die Neutralpunktspannung in PLECS/Simulink zu implementieren. Dabei sollen unterschiedliche Varianten (beispielsweise durch
verschiedene Kostenfunktionen und Gewichtungsfaktoren) erarbeitet werden. Abschließend sind die implementierten Varianten bezüglich der Stromqualität und den Verlusten in den Leistungshalbleitern zu bewerten. Die Ergebnisse sind umfassend zu dokumentieren.

Bearbeiter: Eva Nistler

Betreuer: Simon Quergfelder

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März