Ausgeschriebene Themen
Die hier aufgelisteten Themen sind als thematischer Rahmen zu verstehen, innerhalb dessen eine Aufgabenstellung für eine studentische Arbeit angesiedelt sein kann. Kontaktieren Sie bei Interesse bitte die jeweiligen Ansprechpartner, um eine der entsprechenden Studienleistung angemessene Aufgabenstellung daraus ableiten zu lassen.
Energy Control of a Modular Multilevel Converter (MMC) in a Static Synchronous Compensator (STATCOM) Application
Kontext
In the application of an MMC in a STATCOM for a grid side reactive power compensation, a closed loop energy control generally benefits from a fast restoration of the MMC arm energy and therefore a more robust reactive power output capability. The controller design framework for periodic systems from previous work is expected to be compatible with the MMC energy controller design in this application. This topic is aimed at students who are interested in power electronics and the application of control theory in this field.
Aufgabe
- Modeling of MMCs in a STATCOM application
- Energy controller design according to the framework
- Simulation of the developed closed-loop energy control system in MATLAB-Simulink
Ansprechpartner:
TU Ilmenau / FG LSEEntwicklung eines Praktikumsversuchsstands für die Lehrveranstaltung Mikrocontroller- und Signalprozessortechnik 2
Kontext
Für die Lehrveranstaltung Microcontroller- und Signalprozessortechnik sollen Praktikumsversuche entwickelt werden. Das Thema richtet sich an Studierende, die Erfahrungen in der C-Programmmierung oder Interesse haben, sich in diese Thematik einzuarbeiten.
Aufgabe
Ein erster Versuchsstand ist derzeit in Arbeit. Ein zweiter Versuchsstand wird angestrebt, bei dem ein Batteriespeicher oder Netzgerät als Energiequelle genutzt werden soll, um ein einphasiges Inselnetz zu versorgen.
Ansprechpartner:
Interaktive Visualisierung wissenschaftlicher Zusammenhänge in der Webpräsenz
Kontext
Um ein Verständnis wissenschaftlicher Zusammenhänge zu erleichtern sowie einen niederschwelligen Zugang zu Forschungsergebnissen zu ermöglichen, sollen ausgewählte Ergebnisse auf der Webseite des Fachgebiets zugänglich gemacht werden. Das Thema richtet sich vor allem an Studierende, die bereits Erfahrung in der Programmierung von Webseiten oder Interesse haben, sich in diese Thematik einzuarbeiten.
Aufgabe
- Auswahl und Evaluation geeigneter Software-Werkzeuge
- Erstellung eines Beispiels als Vorlage
Ansprechpartner
Interaktiver Versuch: Speisung eines Drehstrommotors
Kontext
Die Vermittlung leistungselektronischer Prinzipien stellt eine besondere Herausforderung dar, weil die relevanten Vorgänge an einem realen System oder einem Demonstrator zu schnell ablaufen und weil sie in der Regel unsichtbar sind, denn Strom kann man nicht sehen. Um einen hohen Unterhaltungswert und einen nachhaltigen didaktischen Nutzen zu erreichen, soll der aufzubauende Demonstrator eine intuitiv nachvollziehbare Visualisierung der relevanten Systemgrößen bieten. Und weil die Zustandsänderungen ausschließlich durch den Bediener erfolgen, ergibt sich eine besonders gute Nachvollziehbarkeit. Die Stromrichterspeisung eines Drehstrommotors soll durch den Bediener des Versuchs selbst geschehen. Das heißt der Bediener bestimmt die Schalterstellungen des Wechselrichters und der Drehstrommotor folgt dem erzeugten Drehfeld.
Aufgabe
Die Aufgabenstellung wird unter Berücksichtigung des geforderten Umfangs erstellt, wobei u. a. folgende Teilaufgaben in Frage kommen:
- Entwurf und Aufbau eines Versuchs unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen des sicheren Experimentierens
- Planung und Umsetzung einer Visualisierung der relevanten Vorgänge
Ansprechpartner:
Untersuchung des transienten Verhaltens einer Inselnetzregelung mit Wirkleistungs - Frequenz- und Blindleistungs – Spannungsstatik
Kontext
Bei dem Einsatz moderner leistungselektronisch basierter Betriebsmittel in der elektrischen Energieversorgung ist die Bereitstellung von zusätzlichen Netzdienstleistungen notwendig. Eine Kernaufgabe dieser ist die Sicherung einer ausreichenden Wirkleistungsreserve zur Regelung der Netzfrequenz. Durch die Bereitstellung transienter Blindleistungseinspeisung kann die Spannungsstabilität des Elektroenergiesystems (EES) gesichert werden. Das Thema richtet sich an Studenten, die Interesse haben, sich in transiente Stabilitätsprobleme einzuarbeiten. Kenntnisse in der nichtlinearen Elektrotechnik sind dabei vorteilhaft.
Aufgabe
- Analytische Untersuchung des Stabilitätsverhaltens auf der Basis eines Testsystems niederer Ordnung
- Simulative Untersuchung der transienten Strombelastung eines Spannungswechselrichters als Stellglied auf der Abstraktionsebene eines Mittelwertmodells
Ansprechpartner:
Kreisstromunterdrückung bei Pulsweitenmodulation und Gleitregimeregelung von parallelgeschalteten Stromrichtern
Kontext
Die Parallelschaltung mehrerer Teil-Wechselrichter zu einem Stromrichtersystem verbessert die Qualität des resultierenden Stroms, wenn sich die Welligkeiten der individuellen Ströme gegenseitig kompensieren. Allerdings müssen sogenannte Kreisströme, die innerhalb des Stromrichtersystems fließen, zuverlässig unterdrückt werden. Ein systematischer Vergleich der im Titel genannten Verfahren mit dem Fokus auf die Kreisstromunterdrückung und die Stromqualität in der selben Anwendung wurde bisher nicht durchgeführt. Ziel der Arbeit ist es, dazu einen Beitrag zu leisten.
Aufgabe
Die Aufgabenstellung wird unter Berücksichtigung des geforderten Umfangs erstellt, wobei u. a. folgende Teilaufgaben in Frage kommen:
- Implementierung einer geeigneten Simulation des Stromrichtersystems
- Analyse bzw. Auslegung der Kreisstromunterdrückung
- simulativer Vergleich der Kreisstromunterdrückung und Stromqualität in relevanten Szenarien
Ansprechpartner:
Regelung, Stabilität und Passivität alternativer dreiphasiger AC/DC-Steller
Kontext
Der Entwurf von Stromrichterregelungen zielt üblicherweise darauf ab, stabile und hinreichend schnelle und robuste Systeme zu erreichen. Ein für ein bestimmtes angenommenes Netzszenario stabiles dreiphasiges System (z.B. ein Stromrichtersystem an einer idealen Netzspannung mit einer RL-Netzimpedanz) kann jedoch unter veränderten Netzbedingungen (veränderte Anzahl von Stromrichtern, Netzstruktur, Impedanz und/oder Arbeitspunkte) instabil werden. Werden jedoch alle Stromrichter so ausgelegt, dass sie dem Konzept der Passivität genügen, so ist auch die Zusammenschaltung dieser passiven Systeme stets passiv und somit stabil. Übliche Stromrichter am AC-Netz genügen jedoch nicht dem Konzept der Passivität.
Aufgabe
- Untersuchung unkonventioneller Regelungsstrukturen
- Auslegung der Stromrichterregelungen
- Untersuchung der Passivität dieser Regelungen und gegebenenfalls Prüfung der Anpassung des Entwurfs des Regelungssystems für Passivität
Da es sich um Voruntersuchungen handelt, eignet sich diese Arbeit insbesondere als Forschungsprojekt, Projekt-/ Forschungsseminar, Spezialized Seminar u.ä.
Kenntnisse der Regelung, insbesondere dreiphasiger Systeme und eines passenden Simulationstools (z.B. Matlab/Simulink), sind sinnvoll.
Ansprechpartner:
TU IlmenauInbetriebnahme und Programmierung einer feldorientierten Regelung für eine permanenterregte Synchronmaschine mit Matrixumrichter
Kontext
Im Rahmen eines Forschungsprojekts wird der Matrixumrichter als Antriebsumrichter untersucht. Dabei sollen Aussagen über das Betriebsverhalten und die Dimensionierung getroffen und bewertet werden. In diesem Thema soll ein bestehender Versuchstand so erweitert werden, dass er zur Speisung einer permanenterregten Synchronmaschine verwendet werden kann. Im ersten Schritt muss die Regelung in MATLAB/Simulink aufgebaut und getestet wurden. Nach dem erfolgten simulativen Aufbau der Stromregelung soll im zweiten Schritt die Stromregelung mit einer RL-Last praktisch umgesetzt werden. Dazu sind die notwendigen Anpassungen in vorhandenen DSP/FPGA-Programmen für die Regelung zu optimieren und zu testen. Als dritter Schritt muss dann die Drehzahlregelung implementiert werden.
Aufgabe
Die Aufgabenstellung wird unter Berücksichtigung des geforderten Umfangs erstellt, wobei u. a. folgende Teilaufgaben in Frage kommen:
- Erstellung eines Simulationsmodells für einen Antrieb mit Matrixumrichter und permanent-erregter Synchronmaschine.
- Umsetzung der Regelung in FPGA und DSP.