Erweiterung des Steuerbereichs für den Eingangsblindstrom beim Matrixumrichter

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Der selbstgeführte Direktumrichter in Mittelpunktschaltung wird als Matrixumrichter bezeichnet. Aufgrund der einstufigen Leistungswandlung ermöglicht diese Schaltungsstruktur kompaktere Umrichtergeräte mit geringeren Verlustleistungen als die bisherige Lösung mit Gleichspannungszwischenkreisumrichtern. Da die Leistungshalbleiter gleichzeitig die Ausgangsspannungen und die Eingangsströme steuern, sind die Regelalgorithmen aber vergleichsweise komplex. Die bisher vorgeschlagenen Steuerverfahren konzentrieren sich auf die Steuerung der Ausgangsspannung. In diesem Forschungsvorhaben sollen jetzt die Steuerungsmöglichkeiten für den Blindstrom systematisch erweitert werden, um den Leistungsfaktor des Matrixumrichters in dem maximal möglichen Bereich steuern zu können. Die Grenzen des Betriebsbereichs werden mit einem rechnergestützten Optimierungsverfahren in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung ermittelt. Aus diesen Ergebnissen werden die Steueralgorithmen abgeleitet, in einem Steuergerät realisiert und an einem Laborumrichter experimentell verifiziert. Der bisher bekannte Steuerbereich wird dadurch zu den maximal möglichen Grenzen ausgedehnt.