@PhdThesis{dbt_mods_00035098,
  author = 	{Dudin, Andrey},
  title = 	{Analyse und Minimierung der Verluste im modularen Multilevelumrichter},
  year = 	{2018},
  month = 	{Jul},
  day = 	{31},
  address = 	{Ilmenau},
  keywords = 	{Stromrichter; Umrichter; Mehrpunktwechselrichter; MOS-FET},
  abstract = 	{Diese Arbeit befasst sich mit der Wirkung der internen Kreisstr{\"o}me auf die Effizienz des modularen Multilevelumrichters (MMC). Aus internationalen Ver{\"o}ffentlichungen sind simulative und experimentelle Ergebnisse bekannt, die sich f{\"u}r verschiedene Dimensionierungen unterscheiden. Das Ziel der Arbeit ist das Formulieren eines verallgemeinerten Verfahrens, welches die Bestimmung des verlustoptimalen Kreisstromes f{\"u}r einen pulsweitenmodulierten MMC in jedem Arbeitspunkt und mit beliebigem Design erlaubt. Weiterhin wird die Frage behandelt, von welchen Stromrichtereigenschaften das Optimierungspotential abh{\"a}ngt. Der Ansatz f{\"u}r die Effizienzoptimierung ist, eine Gesamtverlustfunktion des Stromrichters zu definieren und die stromrichterinternen Str{\"o}me so einzuspeisen, dass diese Funktion minimiert wird. Die Verlustfunktion wird zu einer verallgemeinerten Form gebracht, sodass die Eigenschaften der IGBT- und MOSFET-Schalter ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Das beschriebene Verlustmodell auf Basis des Mittelwertansatzes ist f{\"u}r pulsweitenmodulierte Schaltungen einsetzbar. Nach der Bildung eines Verlustmodells und einer Analyse der Gesamtverlustfunktion werden verschiedene Minimierungsverfahren erprobt und ein Optimierungsalgorithmus zum Einsatz ausgesucht. Der direkte, simplexbasierte Nelder-Mead-Algorithmus hat in allen Betriebspunkten eine gute Genauigkeit, Konvergenzgeschwindigkeit und Stabilit{\"a}t gezeigt. Aus diesem Ergebnis zusammen mit den diskutierten Funktionseigenschaften folgt, dass direkte Suchalgorithmen f{\"u}r die L{\"o}sung der gestellten Aufgabe im Allgemeinen besser geeignet sind, als gradientenbasierte Verfahren. Die analytische Optimierung f{\"u}r einen verallgemeinerten Fall hat sich als zu zeitintensiv und zustandsspezifisch bewiesen und wurde nicht weiterverfolgt. Bei den simulationstechnischen Untersuchungen wurden die Implementierbarkeit des Optimierungsansatzes und die erwarteten Verlustersparnisse best{\"a}tigt. Die Effizienzoptimierung wurde an Stromrichtern mit verschiedenen Modulationsverfahren und Verlusteigenschaften erprobt. F{\"u}r die meisten untersuchten F{\"a}lle gilt: je h{\"o}her die Verluste vor der Optimierung, desto h{\"o}her die Verlustersparnis danach. Konverter mit SiC-MOSFETs passen allerdings in diese Faustregel nicht aufgrund der nahezu identischen Verlusteigenschaften bei positivem und negativem Schalterstrom.},
  note = 	{Dissertation, Technische Universit{\"a}t Ilmenau, 2018},
  url = 	{https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00035098},
  url = 	{http://uri.gbv.de/document/gvk:ppn:1027921965},
  file = 	{:https://www.db-thueringen.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dbt_derivate_00041286/ilm1-2018000252.pdf:PDF},
  language = 	{de}
}