Forschungsprojekte

Schaltverlustuntersuchungen und Anwendung der Direkten Drehmomentregelung am Matrixumrichter

Moderne Frequenzumrichter stellen heutzutage insbesondere im Bereich der industriellen Antriebstechnik eine weitverbreitete Möglichkeit dar, Drehfeldmaschinen drehzahlveränderlich und verlustoptimiert zu betreiben In den meisten Anwendungsgebieten kommen dabei Frequenzumrichter mit Spannungszwischenkreis zum Einsatz. Diese Zwischenkreisumrichter bestehen zumeist aus einem alterungsanfälligen Zwischenkreiskondensator und in vielen Fällen aus einer netzseitigen ungesteuerter Dioden-Gleichrichterschaltung. Diese Netz-Diodenbrücke ist allerdings nicht dazu geeignet, die Bremsenergie der angeschlossenen Antriebsmaschine zurück in das Versorgungsnetz zu speisen. Die Energie muss stattdessen mithilfe eines gepulsten Bremswiderstandes nutzlos in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben werden. Der Matrixumrichter hingegen benötigt keinen Lebensdauer-verkürzenden Zwischenkreiskondensator als Energiezwischenspeicher, sondern die Netzseite und die Lastseite werden nach bestimmten Vorgaben der übergeordneten Steuerung im kHz-Bereich direkt über eine 3x3-Matrix verbunden, welche aus speziellen bidirektionalen Halbleiterschaltern aufgebaut ist. Aufgrund seiner Bauart ist der 3x3-Matrixumrichter generell rückspeisefähig, sodass Bremsenergie der Drehstrommaschine immer in das Energieversorgungsnetz zurückgespeist werden kann.