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Carsten H.D. Heising

• Power-electronic systems have already been playing an important role in industrial applications in recent years. Nevertheless, their influence is still growing and they are constantly expanding to higher power classes and increasingly complex structures. Inspite of this, no complete theory for simulation and control of these systems is available yet. This thesis develops stringent approaches to simulation and control design which take the influence of switchings on the eigenvalues into account. The development process and the quality of this control are improved notably - especially for low switching frequencies. So, high-power applications and energy-saving concepts profit. A traction-oriented high-power test bench was set up and used for the verification of the concepts. Excellent transient behaviour and high robustness of the newly developed control approach were proven. Accordingly, the railway-grid stability is increased, thus decreasing recent stability problems distinctly.
• Leistungselektronische Systeme als entscheidende Stellglieder für die Leistungssteuerung in Antriebstechnik und Energietransport werden mit immer höheren Leistungen und komplexeren Strukturen realisiert. Trotz ihrer Bedeutung gibt es keine umfassende Theorie für Simulation und Regelung solcher Systeme. Diese Dissertation entwickelt stringente Konzepte für Simulation und Regelung, die den Einfluss der Schaltvorgänge auf die Eigenwerte berücksichtigen. Entwicklungsprozess und Regelungsqualität werden deutlich verbessert - vor allem bei niedrigen Schaltfrequenzen, so dass sich Vorteile bei Höchstleistungsanwendungen sowie energiesparenden Konzepten ergeben. Durch den Aufbau eines Traktionshochleistungsversuchsstand wurden die Verifikation des Gesamtkonzepts ermöglicht sowie exzellentes dynamisches Verhalten und hohe Robustheit des neuen Regelungsverfahrens nachgewiesen. Bei Bahnnetzen wird damit die Netzstabilität entscheidend erhöht und ein aktuelles Stabilitätsproblem deutlich verringert.