System 4+
Projektzeitraum
Beginn: 01.01.2011
Ende: 30.06.2013
Projektbeschreibung
Im Rahmen des Verbundprojekts „System 4+“ beschäftigen wir uns konkret mit der Entwicklung von Maßnahmen zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von Hochleistungsstromquellen („Störarme Stromquellen“).
Ziel ist es eine vollelektronische Inverter-Stromquelle für 32 kW (160 A / 200 V) zu entwickeln, die gegenüber der bisherigen Technik folgende Vorteile besitzen soll:
- erhebliche Reduzierung des Materialeinsatzes und damit der Masse der Maschinen im Verhältnis zur Leistung
- wesentliche Verbesserung der dynamischen Eigenschaften der Stromquelle durch eine hohe Schaltfrequenz
- prozessnahe Optimierungsmöglichkeiten durch kleine Regelzeiten und Korrektur von Parametern
- flexibler Einsatz für verschiedene Technologien durch frei einstellbare Parameter
- hoher Wirkungsgrad bei Belastung des speisenden Netzes mit minimaler Blindleistung
Weitere Informationen
Um die Komplexität der einzelnen Arbeitsschritte zu begrenzen, basiert der Projektplan auf der „bottom-up“-Vorgehensweise mit drei Projektphasen, welche jeweils aus mehreren Arbeitspaketen bestehen.
1. EMV der Leistungsbauelemente
Die Arbeitspakete in der Phase 1 fokussieren sich vorrangig auf diejenigen Bauelemente in der Stromquelle, bei denen im Betrieb hohe Spannungen und/oder hohe Ströme auftreten. Wegen dieser Belastungen müssen diese Bauelemente erhöhte Anforderungen hinsichtlich Spannungsfestigkeit, Stromtragfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und Zyklenfestigkeit erfüllen.
2. EMV der Systembaugruppen
Nachdem aus der Projektphase 1 die Modelle zur Verfügung stehen, die das Verhalten der Leistungsbauelemente an ihren äußeren Anschlüssen nachbilden, gilt es in der dieser Projektphase die äußeren Wechselwirkungen dieser Bauelemente mit ihrer Umgebung zu erfassen.
3. EMV des Gesamtsystems
Nachdem die Projektphase 2 vorrangig die Stärke der Quellen von EMV-Störsignalen in der Stromquelle reduzierte, stehen in der Projektphase 3 diejenigen Maßnahmen im Vordergrund, welche notwendig sind, damit das äußere EMV-Verhalten der Stromquelle den normativen Anforderungen genügt.
Stand 10.02.2012
- Evaluierung Ist-Zustand 2011, Voruntersuchungen zur Anwendbarkeit von Simulationstools
- Entwicklung von Anforderungsprofilen zur Charakterisierung passiver und aktiver Bauteile
- Aufbau eines Messplatzes zur Untersuchung passiver Bauteile
- Extraktion der Modellparameter passiver Bauteile (Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Übertrager)
- Entwicklung von SPICE-Modellen für aktive Bauteile (Diode, IGBT)
- Bestimmung der Modellparameter aktiver Bauelemente aus Datenblattangaben
- Aufbau einer Simulationsumgebung für aktive Bauteile (Plattform PORTUNUS)
- Aufbau einer Simulationsumgebung für passive Bauteile (Plattform MICROWAVE OFFICE)
- Aufbau parametrisierbarer Simulationsschaltungen für passive und aktive Bauteile
- Aufbau einer Simulationsumgebung für komplexe parametrisierbare Schaltungen