Holdings: Entwicklung eines elektrisch und thermisch gekoppelten Simulationsmodells des modularen Multilevel Umrichters

Entwicklung eines elektrisch und thermisch gekoppelten Simulationsmodells des modularen Multilevel Umrichters:

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Bibliographic Details
Main Author:	Heidemann, Matthias (Author)
Format:	Thesis Book
Language:	German
Published:	Aachen Mainz, G 2018
Series:	IFHT 62
Subjects:	Leistungselektronik Verlustleistung Modularer Mehrpunktstromrichter Echtzeitsimulation Hochspannungsgleichstromübertragung Temperaturabhängigkeit Elektrische Eigenschaft Verifikation Gekoppeltes System Ersatzschaltbild Elektrische Simulation Hochspannungstechnik MMC Umrichtermodell leistungelektronische Bauelemente Hochschulschrift
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG..................................................................................... 1 1.1 EINFUEHRUNG IN DIE T HEM ATIK................................................... 1 1.2 STAND DES W ISSE N S.................................................................. 5 1.2.1 LEISTUNGSELEKTRONISCHE KOMPONENTEN DES MMC . . . 5 1.2.2 ELEKTRISCHE SIMULATION DES M M C .............................. 8 1.2.3 THERMISCHE SIMULATION LEISTUNGSELEKTRONISCHER KOM PONENTEN 10 1.2.4 SIMULATION DES MMC IN E C H TZ E IT......................... 11 1.3 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE ............................................. 13 2 GRUNDLAGEN.................................................................................. 19 2.1 ANALYTISCHE BESCHREIBUNG DES M M C .................................... 19 2.1.1 SYSTEMGLEICHUNGEN................................................. 20 2.1.2 DIFFERENZSTROEME....................................................... 22 2.2 LEISTUNGSELEKTRONISCHE BAUELEMENTE .................................... 25 2.2.1 BIPOLARTRANSISTOR MIT ISOLIERTER GATEELEKTRODE .... 26 2.2.2 D IO D E ...................................................................... 30 2.2.3 UEBERLASTUNG LEISTUNGSELEKTRONISCHER BAUELEMENTE . . 32 2.3 THERMISCHE MODELLE LEISTUNGSELEKTRONISCHER BAUELEMENTE . . 33 2.4 GRUNDGLEICHUNGEN DES EMT-VERFAHRENS .............................. 37 2.4.1 LINEARISIERUNG ANALYTISCHER BAUTEILGLEICHUNGEN . . . 39 3 MODELLIERUNG ............................................................................... 43 3.1 ELEKTRISCHE MODELLIERUNG......................................................... 43 3.1.1 MODELLIERUNG DER S U B M O D U LE............................... 44 3.1.2 INTEGRATION MIT EINEM NETZMODELL ........................... 48 3.2 THERMISCHE M ODELLIERUNG...................................................... 50 3.2.1 IMPLEMENTIERUNG DES THERMISCHEN M ODELLS .......... 50 3.2.2 VERLUSTBERECHNUNG INNERHALB DER H ALB LEITE R ....... 53 3.3 REGELUNGSSYSTEM..................................................................... 55 3.3.1 IMPLEMENTIERUNG DER R EG ELU N G ........................... . 57 3.3.2 IMPLEMENTIERUNG DER SUBMODULANSTEUERUNG ....... 62 3.4 INTEGRATION DER T EILM ODELLE................................................... 64 3.4.1 ABHAENGIGKEITEN ZWISCHEN DEN T EILM ODELLEN ............ 65 4 MODELLVERIFIZIERUNG .................................. 69 4.1 VERIFIZIERUNG DES ELEKTRISCHEN MODELLS .................................... 70 4.1.1 PARAM ETRIERUNG ............................................................ 71 4.1.2 VERIFIZIERUNG DES STATIONAEREN BETRIEBS ..................... 72 4.1.3 VERIFIZIERUNG DC-SEITIGER F EHLER ................................. 74 4.2 THERMISCHES MODELL UND V ERLUSTE .......................................... 78 4.3 ERMITTLUNG DES RECHENLEISTUNGSBEDARFS ................................. 80 5 PARAMETRIERUNG UND SIMULATION DES STATIONAEREN BETRIEBS .... 83 5.1 EXEMPLARISCHE PARAMETRIERUNG DES UMRICHTERMODELLS .... 83 5.2 UNTERSUCHUNGSRAHMEN ZUR ANALYSE DES STATIONAEREN BETRIEBS 85 5.3 SIMULATIONSERGEBNISSE ZUM STATIONAEREN B E T R IE B .................. 87 5.3.1 EINFLUSS DES B ETRIEBSPUNKTS ....................................... 88 5.3.2 OPTIMIERUNG VON MODULATIONSALGORITHMEN ............... 93 5.3.3 ZUSTANDSBEWERTUNG VON SUBMODULKONDENSATOREN . . 99 6 FEHLERSZENARIEN UND DISKUSSION DES SIMULATIONSMODELLS .... 103 6.1 UNTERSUCHUNGSRAHMEN FUER FEHLERSZENARIEN ............................... 103 6.2 SIMULATIONSERGEBNISSE ZU FEHLERSZENARIEN .................................. 107 6.2.1 UEBERLASTUNG DES UMRICHTERS INFOLGE EINES AC-SEITIGEN FEHLERS.............................. 107 6.2.2 PROSPEKTIVER FEHLERSTROM IM DC-SYSTEM ...................... 109 6.2.3 FEHLERSTROMBEGRENZUNG IM DC-SYSTEM ......................... 113 6.3 DISKUSSION DES CO-SIMULATIONSMODELLS ..................................... 117 7 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................... 121 QUELLENVERZEICHNIS .......................................................................... 127 ABKUERZUNGS- UND SYMBOLVERZEICHNIS 141
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