Hochintegrierter Matrixumrichter

Projektleiter: Prof. Dr. Hermann Lanfer

Mittelgeber: Würth-Stiftung

Projektzeitraum: 1. 1. 2010 – 31. 12. 2012

Gesamtmittel: 226.000 €

Zusammenfasssung:

Heute eingesetzte Frequenzumrichter haben einen Gleichspannungs-Zwischenkreis. Diese enthalten Elektrolytkondensatoren, die einen großen Platzbedarf beanspruchen. Außerdem beschränken diese die Lebensdauer solcher Geräte. Die Schaltung ist in aller Regel nicht rückspeisefähig und außerdem sind kostenintensive Schaltungen zur Reduzierung von Netzrückwirkungen notwendig.

Diesen Nachteil haben Matrixumrichter nicht. Dafür benötigen sie eine höhere Anzahl von Halbleiterschaltelementen. Außerdem ist die Schaltung von höherer Komplexität. Die damit verbundenen höheren Kosten standen bisher einer Einführung in den Markt im Wege. Dieses wird jedoch mehr und mehr an Bedeutung verlieren je stärker die Bauelemente auf einem Chip integriert und dadurch die Kosten reduziert werden.

Insbesondere, wenn Leistungshalbleiter mit Bausteinen der Signalverarbeitung auf einem Chip integriert werden können, was für die Zukunft zu erwarten ist, ergeben sich günstige Baugrößen und Kosten. Insbesondere für kleinere Leistungen bis wenigen kW wird die Integration zuerst gelingen. Außerdem lassen sich auch in diesem Bereich höhere Stückzahlen realisieren.

Bisherige Lösungen sind noch im Prototypenstadium in Forschungsinstituten und außerdem in der Zielrichtung für größere Leistungen. Viele Fragen insbesondere für kleinere Leistungen, die in dem vorliegenden Forschungsvorhaben Gegenstand sein sollen, sind noch unbeantwortet. Sie sollen in dem Forschungsvorhaben eine Antwort finden.