In den letzten Jahren hat der Pulswechselrichter mit Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) eine herausragende Stellung in der Antriebstechnik und in der Energieversorgung eingenommen. Durch resonante Schaltentlastung, so genanntes weiches Schalten, kann die in den IGBTs anfallende Schaltverlustleistung reduziert werden. Dadurch entsteht die Mglichkeit, den Khlaufwand zu verringern, die Schaltfrequenz zu erhhen oder den Wirkungsgrad zu steigern. Angestrebt wird meist ein Eins-zu-Eins-Ersatz des hartschaltenden Wechselrichters. Als besonders aussichtsreicher Kandidat, dieses Ziel zu erreichen, hat sich der Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter (ARCPI) herauskristallisiert, jedoch sind auch bei dieser Topologie Nachteile wie z. B. Symmetrieprobleme am kapazitiven Teiler des Zwischenkreises zu verzeichnen. Die Arbeit beginnt mit einem Exkurs in die Technologie moderner Leistungshalbleiter unter Bercksichtigung des neuen Basismaterials Siliziumkarbid. Danach folgt ein berblick ber die wichtigsten Resonanzstromrichter und ein Vorschlag zur strukturierten Klassifizierung derselben. Insgesamt werden vier Resonant Commutated Pole Kommutierungszellen zunchst analytisch und dann experimentell untersucht. Den Ausgangspunkt bildet der klassische ARCPI am Spannungszwischenkreis. Es werden die Ergebnisse zusammengefasst, die mit einem optimierten 1-MVA-Versuchsumrichter fr den Motorgenerator eines Schwungmassenspeichers erzielt wurden. Der Stromzwischenkreis-ARCPI kommt mit nur zwei Hilfsschaltern fr einen dreiphasigen Wechselrichter aus und ist aufgrund der Mglichkeit, den kapazitiven Teiler auf einfache Weise ber den Sternpunkt der Last zu stabilisieren, besonders attraktiv. Daher wird ein dreiphasiger Versuchswechselrichter aufgebaut und vermessen. Mit Hilfe der Netzwerktheorie wird aus der ARCP-Kommutierungszelle eine neue, so genannte Resonant Commutated Twin Pole (RCTP) Zelle abgeleitet. Ihre Funktionsweise wird in einem einphasigen Aufbau am Stromzwischenkreis berprft. Die aussichtsreichere RCTP-Zelle am Spannungszwischenkreis wird in einem dreiphasigen Wechselrichter untersucht, dessen Phasen in unterschiedlicher Technologie realisiert wurden. Die Verluste bei hartem und weichem Schalten mit und ohne Siliziumkarbid-Dioden werden direkt miteinander verglichen. Eine Beurteilung des neuen Konzepts und ein Ausblick auf mgliche Realisierungen schlieen die Arbeit ab.

Titel
Untersuchungen zu Resonant Commutated Pole Kommutierungszellen in Spannungs- und Stromzwischenkreis-Umrichtern
EAN
9783736925496
ISBN
978-3-7369-2549-6
Format
E-Book (pdf)
Herausgeber
Veröffentlichung
12.03.2008
Digitaler Kopierschutz
Wasserzeichen
Dateigrösse
1.94 MB
Anzahl Seiten
192
Jahr
2008
Untertitel
Deutsch