%0 Thesis %1 Rehe15.04.2019 %A Rehe, Eva %C Stuttgart %D 15.04.2019 %E Lusiewicz, Anna %I Institut für elektrische Energiewandlung %K iew_stua_cet imported %T Stand der Technik-Recherche für Umrichtertopologien von dreiphasigen CET-Systemen %X In dieser Arbeit wird der derzeitige Stand der Technik für Umrichtertechnologien für dreiphasige CET-Systeme ermittelt und dokumentiert. Es werden sowohl die theoretischen Grundlagen der kontaktlosen Energieübertragung, als auch die für Umrichter wichtigsten Halbleitertechnologie kurz erläutert. Es wird ebenso ein kurzer Überblick über häufig verwendete Umrichter für einphasige CET-Systeme gegeben. Vor allem auf der Primärseite einer dreiphasigen kontaktlosen Übertragungsstrecke werden viele unterschiedliche Umrichter verwendet. Am häufigsten wird hierbei der dreiphasige 2-Level Wechselrichter genutzt. Müssen höhere Spannungen bewältigt werden, werden meist Multilevel-Wechselrichter verwendet. Diese werden als Neutral-Point-Clamped Wechselrichter oder als Flying-Capacitor Wechselrichter ausgelegt. Die Multilevel-Wechselrichter werden dabei in ihrer dreistufigen und ihrer fünfstufigen Konfiguration verwendet. Weitere Optionen bieten der dreiphasige Class-E Umrichter, sowie ein einphasiger Umrichter, welcher mittels Zusatz-Schalter auf mehrere Phasen schalten kann. Auf der Sekundärseite werden derzeit einfache Dioden-Gleichrichter in sechpulsiger Brückenschaltung oder aktive Gleich-/Wechselrichter, welche einen bidirektionalen Betrieb ermöglichen, verwendet. In der Arbeit werden der Aufbau und die Funktonsweise der Umrichter genau beschrieben. Des Weiteren werden spezielle Möglichkeiten erläutert, durch welche eine Spannungsanpassung durch die Umrichter erfolgen kann. Die Topologien werden mithilfe des Simulationsprogrammes PLECS genauer untersucht. Als Grundlage für die Simulation wird eine dreiphasige induktive Energieübertragungsstrecke aufgebaut. Aus diesem Aufbau wird eine Koppelmatrix ermittelt, die in der Simulation verwendet wird. Die Umrichter werden bzgl. der vorgestellten Steuerungsverfahren zur Spannungsanpassung und ihres Schaltverhaltens untersucht. Weiterhin wird untersucht, wie sich die Blindleistungskompensation auf die Umrichter auswirkt. Es wird außerdem ermittelt, mit welcher Umrichtertopologie die höchste Leistung im gesamten CET-System erreicht wird. %Z Studienarbeit

@mastersthesis{Rehe15.04.2019, abstract = {In dieser Arbeit wird der derzeitige Stand der Technik f{\"u}r Umrichtertechnologien f{\"u}r dreiphasige CET-Systeme ermittelt und dokumentiert. Es werden sowohl die theoretischen Grundlagen der kontaktlosen Energie{\"u}bertragung, als auch die f{\"u}r Umrichter wichtigsten Halbleitertechnologie kurz erl{\"a}utert. Es wird ebenso ein kurzer {\"U}berblick {\"u}ber h{\"a}ufig verwendete Umrichter f{\"u}r einphasige CET-Systeme gegeben. Vor allem auf der Prim{\"a}rseite einer dreiphasigen kontaktlosen {\"U}bertragungsstrecke werden viele unterschiedliche Umrichter verwendet. Am h{\"a}ufigsten wird hierbei der dreiphasige 2-Level Wechselrichter genutzt. M{\"u}ssen h{\"o}here Spannungen bew{\"a}ltigt werden, werden meist Multilevel-Wechselrichter verwendet. Diese werden als Neutral-Point-Clamped Wechselrichter oder als Flying-Capacitor Wechselrichter ausgelegt. Die Multilevel-Wechselrichter werden dabei in ihrer dreistufigen und ihrer f{\"u}nfstufigen Konfiguration verwendet. Weitere Optionen bieten der dreiphasige Class-E Umrichter, sowie ein einphasiger Umrichter, welcher mittels Zusatz-Schalter auf mehrere Phasen schalten kann. Auf der Sekund{\"a}rseite werden derzeit einfache Dioden-Gleichrichter in sechpulsiger Br{\"u}ckenschaltung oder aktive Gleich-/Wechselrichter, welche einen bidirektionalen Betrieb erm{\"o}glichen, verwendet. In der Arbeit werden der Aufbau und die Funktonsweise der Umrichter genau beschrieben. Des Weiteren werden spezielle M{\"o}glichkeiten erl{\"a}utert, durch welche eine Spannungsanpassung durch die Umrichter erfolgen kann. Die Topologien werden mithilfe des Simulationsprogrammes PLECS genauer untersucht. Als Grundlage f{\"u}r die Simulation wird eine dreiphasige induktive Energie{\"u}bertragungsstrecke aufgebaut. Aus diesem Aufbau wird eine Koppelmatrix ermittelt, die in der Simulation verwendet wird. Die Umrichter werden bzgl. der vorgestellten Steuerungsverfahren zur Spannungsanpassung und ihres Schaltverhaltens untersucht. Weiterhin wird untersucht, wie sich die Blindleistungskompensation auf die Umrichter auswirkt. Es wird au{\ss}erdem ermittelt, mit welcher Umrichtertopologie die h{\"o}chste Leistung im gesamten CET-System erreicht wird.}, added-at = {2022-10-25T14:13:37.000+0200}, address = {Stuttgart}, annote = {{Studienarbeit}}, author = {Rehe, Eva}, biburl = {https://puma.ub.uni-stuttgart.de/bibtex/21200c12cbdddb36b6c243a6341258043/iew_homepage}, editor = {Lusiewicz, Anna}, interhash = {59442bd53795209c4810b7cffadb1b33}, intrahash = {1200c12cbdddb36b6c243a6341258043}, keywords = {iew_stua_cet imported}, publisher = {Institut f{\"u}r elektrische Energiewandlung}, school = {{Universit{\"a}t Stuttgart}}, timestamp = {2022-10-25T12:14:06.000+0200}, title = {{Stand der Technik-Recherche f{\"u}r Umrichtertopologien von dreiphasigen CET-Systemen}}, year = {15.04.2019} }