HSI6 – Hyper-SiC-Inverter 6-phase

Der HSI6 ist ein universeller Stromrichter mit Spannungszwischenkreis der auf den sechs Ausgangsphasen, dank SiC Technologie, Wechselspannungen mit hoher Schaltfrequenz (bis 200 kHz) darstellen kann. Zum Einsatz kommen dabei wahlweise 2-Level Leistungsmodule mit 1200 oder 1700 V Sperrspannung, was Zwischenkreisspannungen bis 850 V bzw. 1250 V erlaubt. Integriert in das Gerät ist eine leistungsfähige FPGA basierte Steuer- und Regeleinheit welche mittels integrierter Sensoren (Strom-, Spannungs, Temperaturmessung) für die unterschiedlichsten Aufgaben programmiert werden kann. Es können somit auch eigene Applikationen bspw. über modellbasierte Programmierung implementiert werden (Rapid Prototyping). Die Kühlung der Leistungselektronik erfolgt über einen robusten Wasserkreislauf, der an einen externen Rückkühler angebunden wird. Untergebracht ist das Gerät in einem kompakten 19 Zoll Gehäuse mit 9 HE (Höhe ca. 40 cm).

Eingesetzt werden unsere Stromrichter derzeit bspw. als Antriebswechselrichter für Motoren oder für die Bestromung von Statoren um diese gezielt und dank der hohen Schaltfrequenz beschleunigt zu altern. Außerdem wird er auch als Prüfwerkzeug für Wechselrichter eingesetzt um eine elektronische Last mit variabler Spannung, Strom und Frequenz abzubilden.

FRPS19 – FPGA Rapid Prototyping System

Unsere Steuerungs- und Regelungsplattform welche als zentrale Recheneinheit einen leistungsfähigen FPGA (Xilinx Artix-7) nutzt eignet sich ideal für Anwendungen in der Leistungselektronik. Die FPGA-Karte kann mit zusätzlichen Erweiterungskarten modular, skalierbar und bedarfsgerecht an die jeweilige Anforderung angepasst werden. Die Erweiterungskarten sind über eine Backplane mit der FPGA-Karte verbunden, wobei für die Datenübertragung direkte Verbindungen genutzt werden (kein Bussystem). Dadurch wird die volle Performance des FPGA genutzt, was sich auch in den Leistungsdaten der Erweiterungskarten widerspiegelt. In dem 19 Zoll Gehäuse kann eine FPGA-Karte um bis zu zehn Erweiterungskarten ergänzt werden, wobei eine zweite FPGA-Karte ebenfalls Platz darin findet (bis zu sechs Erweiterungskarten). Beide FPGA-Karten lassen sich über 6 Gbit/s Schnittstellen koppeln.

Für die Entwicklung eigener Applikationen stehen IP-Cores für die Ansteuerung der Erweiterungskarten bereit, welche vorzugsweise über modellbasierte HDL Programmierung mit eigenen Algorithmen ergänzt werden. Zur Steuerung des Systems und zu Debug- bzw. Optimierungszwecken steht eine hochperformante PC Software bereit, mit deren Hilfe Daten in Echtzeit aus dem FPGA visualisiert werden können. Eine Reihe von Steuerelementen (Oszilloskope, Schieberegler, Knöpfe etc.) können während der Laufzeit zu einer grafischen Bedienoberfläche zusammengebaut werden. Über eine Ethernet-Schnittstelle werden die Daten in einem > 150 Mbit/s an den PC übertragen und in der Software zur Anzeige und Speicherung verarbeitet.

Für kleinere Aufgaben kann das System auch in ein platzsparendes 10 Zoll Gehäuse integriert werden.