Frei programmierbarer 8-Phasen Wechselrichter für Universität Magdeburg

Gegenstand der Beschaffung ist ein Laborgerät in Form eines frei programmierbaren 8-Phasen-Wechselrichters, der in einem modularen Schranksystem untergebracht ist. Der Wechselrichter ist für die Forschung im Bereich elektrischer Maschinen konzipiert und soll präzise und flexible Steuerungsmöglichkeiten bieten. Er besteht aus acht leistungselektronischen Halbbrücken, die mit Siliziumkarbid-MOSFETs realisiert sind. Die Gate-Steuerung erfolgt über Lichtwellenleiter oder ein alternatives Übertragungsmedium, das eine hohe Störfestigkeit gewährleistet. Der Phasenausgang muss einen Nennstrom von mindestens 35 A(eff) liefern, während der Spannungszwischenkreis eine Nennspannung von mindestens 800 V (DC) aufweisen soll. Zur Überwachung und Regelung sind Stromsensoren am Phasenausgang sowie Spannungssensoren am Spannungszwischenkreis vorgesehen. Ein integrierter Schutz vor Überstrom und Überspannung soll die Sicherheit des Systems gewährleisten. Die Steuerung des Wechselrichters erfolgt über eine frei programmierbare Steuerungseinheit (Rapid Prototyping Controller), die Regelkreise mit einer Abtastrate von 200 kHz oder höher ermöglicht. Für die Messung der Ströme aller Phasen, der Zwischenkreisspannung und mindestens eines externen Drehmomentsensors stehen Analog-Eingänge und A/D-Wandler zur Verfügung. Die A/D-Wandler müssen eine Auflösung von 16 Bits und eine Abtastrate von mindestens 200 ksps aufweisen. Für präzise Strommessungen über alle Phasen ist eine gleichzeitige Abtastung (simultaneous sampling) und Synchronisation mit der PWM erforderlich. Die Gate-Signale werden über Ausgänge mit passenden PWM-Einheiten für alle Phasen bereitgestellt. Für die Erfassung von Positionen sind Eingänge für mindestens zwei TTL inkrementelle Drehgeber und zwei Sinus-Cosinus-Drehgeber vorhanden. Zusätzlich sind mindestens 16 digitale I/Os erforderlich. Die Kommunikation mit anderen Systemen erfolgt über Ethernet- und CAN-Schnittstellen. Zur Programmierung der Steuerungseinheit wird ein Software Development Kit (SDK) für die Programmiersprache C benötigt. Der Wechselrichter ist in einem Schranksystem auf Rädern aufgebaut, um eine flexible Positionierung im Labor zu ermöglichen. Die modulare Ausführung des Systems soll die zukünftige Erweiterung auf weitere synchronisierte Phasen ermöglichen.