Doktorand/in zur Entwicklung von Konzepten für aktive/passive EMI-/Eingangsfilter und Werkzeuge zur Filterdesign-Optimierung 100%

Wir suchen hochmotivierte Personen mit hervorragendem akademischem Hintergrund, die Interesse an einer Promotion im wichtigen und multidisziplinären Forschungsbereich der EMI-/Eingangsfilter für leistungselektronische Umrichtersysteme wie z.B. 3-Phasen-Gleichrichter oder Umrichter in Elektrofahrzeugen haben. EMI- und/oder Eingangsfilter sind Schlüsselelemente zur Reduzierung der Störaussendung und Oberschwingungen, damit die Umrichter die relevanten Normen/Netzanschlussbedingungen erfüllen. Sie vergrößern jedoch erheblich die Größe des Umrichters und verringern auch die Systemeffizienz. Außerdem kann der Filter die Systemstabilität beeinträchtigen. Die rasante Entwicklung neuer Halbleiter (z.B. Wide-Bandgap SiC-MOSFETs/GaN-HEMTs) führt zu ständig steigenden Schaltgeschwindigkeiten, wodurch mehr Störungen bei höheren Frequenzen entstehen und die parasitären Elemente des Filters sowie das Layout einen größeren Einfluss auf die erreichbare Filterdämpfung haben. Die Minimierung des Filtervolumens verschärft dieses Problem, da dies typischerweise zu einer erhöhten parasitären elektrischen und magnetischen Kopplung zwischen den verschiedenen Filterelementen führt. Dies macht die Filterauslegung noch anspruchsvoller. Um diese Herausforderung zu bewältigen, untersuchen Sie zunächst neue Konzepte für passive sowie aktive Filterkonzepte, die es ermöglichen, das Filtervolumen und die Verluste zu minimieren. Im zweiten Schritt entwickeln Sie neuartige Filterauslegungsverfahren, die nicht nur die Filterdämpfung, sondern auch die HF-Verluste, die Temperaturverteilung und die Auswirkungen des Filters auf die Reglerstabilität berücksichtigen. Zur Validierung der neuen Konzepte sowie des Auslegungsverfahrens bauen Sie Prototypsysteme auf und führen umfassende Messungen im voll ausgestatteten HPE-Labor durch.

Das neue Filterauslegungsverfahren soll auf rechnerisch effiziente Weise in Optimierungsverfahren für leistungselektronische Umrichter integriert werden und ist wesentlich, um herausragende Systemwirkungsgrade und Leistungsdichten zu erreichen sowie einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen. Dieses Projekt ist Teil einer laufenden, umfassenderen Modellierungsrahmenentwicklung am HPE und bietet auch die Möglichkeit zur Zusammenarbeit mit anderen Doktoranden.

Der/die Kandidat/in muss ein Diplom-/Masterstudium der Elektrotechnik mit ausgezeichneten Noten abgeschlossen haben, grundlegende Kenntnisse in leistungselektronischen Umrichtersystemen besitzen, gute Kommunikationsfähigkeiten mitbringen, fließend Englisch sprechen und die Bereitschaft haben, sich vollumfänglich als Teil eines internationalen Teams zu engagieren. Zudem sollten Sie Interesse an der detaillierten Modellierung und Auslegung von EMI-/Eingangsfiltern sowie an der Optimierung leistungselektronischer Systeme haben.