Verlustmodell eines Traktionsinverters mit Silizium- oder Siliziumcarbid-Leistungshalbleitern
J. Hubert. Universität Stuttgart, Stuttgart, (2021-06-30)
Abstract
Die Verluste von Traktions-Wechselrichtern werden betrachtet und in ein bestehendes Matlab\circledR/Simulink\circledR Simulationsmodell eines Elektro-Kraftfahrzeuges eingebunden. Das Modell berechnet die Schalt- sowie Durchlassverluste von Si- sowie SiC-Traktionsinvertern. Durch die Simulation der Verluste können Aussagen über die Reichweite, sowie die Effektivität der gewählten Kombination von Wechselrichter und Elektrischer Maschine getroffen werden. Durch Berücksichtigung der Rückwärtsleitung des SiC-Wechselrichters verändert sich dessen Verlustberechnung erheblich. Daher werden Si- und SiC-Wechselrichter getrennt betrachtet und einzeln im Modell simuliert. Das Modell berücksichtigt die Temperaturentwicklung und bindet diese in die Verlustberechnung ein. Um die Funktionsweise des Verlustberechnugsmodells nachvollziehen zu können, wird im Vorfeld auf die grundlegenden Funktionen von Wechselrichtern, Kühlungsmodellierung, sowie Modulationsmethoden eingegangen. Abschließend wird das erzeugte Modell anhand verschiedener Berechnungen validiert. Zur Überprüfung werden zwei Halbbrücken, eine Si-, sowie eine SiC-Halbbrücke simuliert und miteinander verglichen. Zur weiteren Validation wird ein PLECS\circledR Modell der SiC-Halbbrücke herangezogen und mit dem implementierten Modell verglichen.
%0 Thesis
%1 Hubert30.06.2021
%A Hubert, Janik
%C Stuttgart
%D 2021-06-30
%E Gneiting, Andreas
%E Fischer, Julian Marius
%I IEW
%K Durchlassverluste Inverterverluste Matlab R{\"u}ckw{\"a}rtsleitung Schaltverluste Si-MOSFETs SiC-MOSFETs Simulink Traktionsinverter Verlustberechnungsmodell Wechselrichterverluste iew_stua_em
%T Verlustmodell eines Traktionsinverters mit Silizium- oder Siliziumcarbid-Leistungshalbleitern
%X Die Verluste von Traktions-Wechselrichtern werden betrachtet und in ein bestehendes Matlab\circledR/Simulink\circledR Simulationsmodell eines Elektro-Kraftfahrzeuges eingebunden. Das Modell berechnet die Schalt- sowie Durchlassverluste von Si- sowie SiC-Traktionsinvertern. Durch die Simulation der Verluste können Aussagen über die Reichweite, sowie die Effektivität der gewählten Kombination von Wechselrichter und Elektrischer Maschine getroffen werden. Durch Berücksichtigung der Rückwärtsleitung des SiC-Wechselrichters verändert sich dessen Verlustberechnung erheblich. Daher werden Si- und SiC-Wechselrichter getrennt betrachtet und einzeln im Modell simuliert. Das Modell berücksichtigt die Temperaturentwicklung und bindet diese in die Verlustberechnung ein. Um die Funktionsweise des Verlustberechnugsmodells nachvollziehen zu können, wird im Vorfeld auf die grundlegenden Funktionen von Wechselrichtern, Kühlungsmodellierung, sowie Modulationsmethoden eingegangen. Abschließend wird das erzeugte Modell anhand verschiedener Berechnungen validiert. Zur Überprüfung werden zwei Halbbrücken, eine Si-, sowie eine SiC-Halbbrücke simuliert und miteinander verglichen. Zur weiteren Validation wird ein PLECS\circledR Modell der SiC-Halbbrücke herangezogen und mit dem implementierten Modell verglichen.
%Z Bachelorarbeit
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abstract = {Die Verluste von Traktions-Wechselrichtern werden betrachtet und in ein bestehendes Matlab{\circledR}/Simulink{\circledR} Simulationsmodell eines Elektro-Kraftfahrzeuges eingebunden. Das Modell berechnet die Schalt- sowie Durchlassverluste von Si- sowie SiC-Traktionsinvertern. Durch die Simulation der Verluste k{\"o}nnen Aussagen {\"u}ber die Reichweite, sowie die Effektivit{\"a}t der gew{\"a}hlten Kombination von Wechselrichter und Elektrischer Maschine getroffen werden. Durch Ber{\"u}cksichtigung der R{\"u}ckw{\"a}rtsleitung des SiC-Wechselrichters ver{\"a}ndert sich dessen Verlustberechnung erheblich. Daher werden Si- und SiC-Wechselrichter getrennt betrachtet und einzeln im Modell simuliert. Das Modell ber{\"u}cksichtigt die Temperaturentwicklung und bindet diese in die Verlustberechnung ein. Um die Funktionsweise des Verlustberechnugsmodells nachvollziehen zu k{\"o}nnen, wird im Vorfeld auf die grundlegenden Funktionen von Wechselrichtern, K{\"u}hlungsmodellierung, sowie Modulationsmethoden eingegangen. Abschlie{\ss}end wird das erzeugte Modell anhand verschiedener Berechnungen validiert. Zur {\"U}berpr{\"u}fung werden zwei Halbbr{\"u}cken, eine Si-, sowie eine SiC-Halbbr{\"u}cke simuliert und miteinander verglichen. Zur weiteren Validation wird ein PLECS{\circledR} Modell der SiC-Halbbr{\"u}cke herangezogen und mit dem implementierten Modell verglichen.},
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