FP – Potenzialfreie Energieversorgung eines Strommesssystems für Mittelspannungsanwendungen

Für Multizell-Umrichtersysteme im unteren zweistelligen Kilovoltbereich wie sie in der Prüfhalle des Fraunhofer IISB erforscht werden, besteht der Bedarf nach geeigneten Strommesssystemen, die sich auf entsprechenden Spannungspotenzialen befinden. Magnetfeldmesssysteme sind zumeist nicht gut genug für die Spannung isoliert und Kabel in dieser Spannungsklasse besitzen einen geerdeten Schirm, der diese Messmethode unbrauchbar macht. Hier ist das Ausweichen auf eine direkte Messung via Hochstromshunt eine mögliche Option. Die Datenübertragung zum Steuerungssystem erfolgt optisch und ist dahingehend potenzialfrei. Die Energieversorgung dieses System stellt allerdings eine Herausforderung dar. Ein batteriebetriebenes System ist aufgrund der Ausfallproblematik für ein Umrichtersystem in der Leistungsklasse ungeeignet, weswegen nach alternativen Wegen gesucht werden muss.

Die Arbeit befasst sich zunächst mit dem Ermitteln des minimal notwendigen Energiebedarfs des Systems. Dazu müssen die einzelnen Komponenten (Wandlerschaltung, Mikrokontroller, optischer Datenwandler) hinsichtlich der Anforderungen ausgewählt, ausgelegt und untersucht werden.

Im zweiten Schritt sollen verschiedene Methoden der Energieversorgung gegenübergestellt werden und bezüglich Ihrer Praxistauglichkeit und Verfügbarkeit bewertet werden. Ein technisch funktionierender Prototyp ist anzustreben.

Bearbeiter: Mario Hubben

Betreuer: Christian Braschwitz (IISB)

Abgabe: 17.01.2025

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März