Publikationen

Shakra, Ismael;
Entwicklung eines Regelverfahrens zur selektiven Dämpfung von ausgewählten Oberschwingungen unter Berücksichtigung von zulässigen Grenzwerten für Elektroenergiequalitätsparameter, 2013. - Online-Ressource (PDF-Datei: 131 S., 2,47 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013
Enth. außerdem: Thesen

Es ist bekannt, dass der aktive Filter gegen die Oberschwingungen sehr effektiv ist und die dadurch entstehenden Probleme beseitigen werden. Jedoch sind die Kosten für einen aktiven Filter um die Netzqualität zu verbessern sehr hoch. Um die Netzqualität sicher zu stellen, dürfen die Spannungseffektivwerte jeder einzelnen Oberschwingung einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten. Die Ausnutzung dieser Grenzwerte erfordert eine Regelungsmethode für den aktiven Filter, die das Optimum zwischen der Netzqualität einerseits und den Verbrauchern anderseits findet. Die vorliegende Arbeit stellt eine Regelungsmethode vor, mit der die Spannungsoberschwingungen an der Übergabestelle eines Dreiphasen-Systems auf einen definierten Wert begrenzt werden. Hierfür wird ein Impedanzmodell mit einer schnellen Stromregelung verwendet. Die Modellparameter der Impedanz werden durch eine Netzimpedanzmessung ermittelt. Neben den Spannungsoberschwingungen verursachen Stromoberschwingungen im Dreiphasen-Vierleitersystem viele Probleme für das gesamte Elektroenergiesystem, insbesondere den Neutralleiter. Der aktive Filter kann parallel an den zu kompensierenden Netzknoten angeschlossen werden. Hierdurch ist es möglich, sowohl die Spannungsoberschwingungen als auch die Stromoberschwingungen zu kompensieren. Die Berechnungen für die Bestimmung des minimalen Filterstromes werden mit Stromspitzenwert und mit Stromeffektivwertalgorithmus unter Verwendung einer Einzelfilterstromoberschwingung und mehrerer Filterstromoberschwingungen durchgeführt. Dadurch kann ein kostenintensiver Netzausbau vermieden werden und Betriebskosten reduziert werden. Weiterhin ist es durch die Regelung auf Grenzwerte möglich, die Baugröße des aktiven Filters kleiner zu gestalten. Damit führt die vorgeschlagene Regelungsmethode zu einer guten technischen Lösung und findet ein gesamtwirtschaftliches Optimum unter Beachtung eines gegebenen gesetzlichen Regulierungsrahmens.

http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=23489

Heidrich, Tobias; Endert, Fabian; Schwalbe, Ulf; Szalai, Thomas; Ivanov, Svetlozar
Dezentraler Traktionsantrieb für die Kleinspannungsebene. - In: Internationaler ETG-Kongress 2013, (2013), insges. 5 S.

Shakra, Ismael; Ellinger, Thomas; Rädel, Uwe; Sauerbrey, Christian; Petzoldt, Jürgen
Active filtering for the neutral conductor current using several current harmonics to reduce the costs of operation. - In: 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), 2013, ISBN 978-1-4799-0115-9, (2013), insges. 11 S.

http://dx.doi.org/10.1109/EPE.2013.6631744

Ellinger, Thomas;
Theorie und Anwendung von Modaltransformation und Fourierreihenentwicklung mit zeitvarianten Koeffizienten in der Leistungselektronik. - VII, 275 S. Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2013

Schramm, Andreas;
Analyse der Netzrückwirkungen und Eingangsfilter pepulster leistungselektronischer Umrichter, 2013. - Online-Ressource (PDF-Datei: Getr. Zählung, 15,94 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013
Parallel als Druckausg. erschienen

Die vorliegende Arbeit behandelt die Bauvolumina von Eingangsfiltern für leistungselektronische Umrichter, da diese neben dem Kühlerbauvolumen ein wesentlicher Faktor für das Gesamtbauvolumen sind. Die Untersuchung wird für kleine Ausgangsleistungen (3 kVA) durchgeführt, da dieser Leistungsbereich das größte Marktsegment einnimmt. Aufgrund neuartiger Halbleitermaterialien werden zukünftig höhere Pulsfrequenzen bei gleichzeitig kleiner Verlustleistung möglich sein. Es ist allgemein bekannt, dass die Eingangsfilterbaugröße durch die gewählte Pulsfrequenz beeinflusst wird, weshalb ein Untersuchungspunkt dieser Arbeit darin besteht, Aussagen über die Eingangsfilterbauvolumina unter Variation m der Pulsfrequenz abzuleiten. Neben der Variation der Pulsfrequenz besteht die Möglichkeit, andere Umrichtertopologien als den am Markt etablierten Spannungszwischenkreisumrichter zu verwenden. Aufgrund des nicht vorhandenen Zwischenkreiskondensators ist der Matrixumrichter prinzipiell vollständig in Silizium integrierbar und wird daher ebenfalls hinsichtlich der Eingangsfilterbauvolumina untersucht. Die Hauptzielsetzung der Arbeit liegt daher in einer vergleichenden Betrachtung der Eingangsfilterbauvolumina beider Umrichter unter Variation der Pulsfrequenz sowie der Filterordnung. Die Untersuchung erfolgt auf einer einheitlichen Vergleichsbasis, weshalb ein Filterauslegungsalgorithmus, der sowohl für spannungseinprägende Stromrichter, zu denen der Spannungszwischenkreisumrichter zählt, als auch für stromeinprägende Stromrichter, zu denender Matrixumrichter zählt, herangezogen wird. Der vorgenannte Filterauslegungsalgorithmus berücksichtigt auch die parasitären Serienwiderstände der Filterbauelemente. Die Filterauslegung erfolgt für Pseudospektren, welche die maximalen Schwingungsamplituden der realen Spektren aller Betriebspunkte enthalten. Die realen Spektren werden mathematisch durch Doppelfourierreihen eindeutig beschrieben. Um auch bei der Ermittlungder Netzrückwirkungen eine einheitliche Vergleichsbasis sicherzustellen, werden allgemeine Modulationsvorschriften angewandt, aus denen sich die Schaltpulse beider Umrichter ableiten lassen. Abschließend werden die Eingangsfilterbauvolumina basierend auf Bauvolumenkennlinien realer Bauelemente für beide Umrichter berechnet und vergleichend diskutiert.

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