RT20 | Realisierung eines hybriden Neun-Stufen-Wechselrichters mit RT-LAB im HIL

In diesem Vortrag wurde eine neuartige Neun-Punkt-Wechselrichtertopologie für einen Induktionsmotor mit offener Wicklung vorgestellt, bei der ein Zweipunkt-Wechselrichter und ein hybrider Fünf-Punkt-Wechselrichter zum Einsatz kommen. Der hybride Fünf-Punkt-Wechselrichter wird durch die Kaskadierung eines dreistufigen FC-Wechselrichters und kondensatorgespeister H-Brücken in jeder Phase realisiert. Die vorgeschlagene Topologie erfordert im Vergleich zu bestehenden Topologien von Neun-Punkt-Wechselrichtern weniger Bauteile. Es wird ein modifiziertes LSPWM-basiertes Regelverfahren verwendet, das im unteren Drehzahlbereich weniger Schaltvorgänge der Bauelemente erfordert. Es wurde gezeigt, dass das Schalten im Zweistufen-Wechselrichter nur während der Hälfte der Grundperiode stattfindet; dies reduziert die Schaltverluste und verbessert den Gesamtwirkungsgrad des Systems. Das gesamte System wurde experimentell an einem 1,5-kW-Induktionsmotor mit offener Wicklung für den gesamten Modulationsbereich im V/f-Regelmodus unter Leerlaufbedingungen in einer Rt-Lab-Umgebung verifiziert. Die Wirksamkeit des Algorithmus zum Kondensatorausgleich wurde experimentell getestet und verifiziert. Der stabile Betrieb des Wechselrichters bei verschiedenen Modulationsindizes sowie die Stabilität der Wechselrichterspannungspegel bei plötzlicher Beschleunigung wurden experimentell validiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen das Potenzial der besprochenen Wechselrichtertopologie für industrielle Antriebsanwendungen.