Untersuchung von Netzpulsstromrichtern mit einem abschaltbaren Halbleiterventil

摘要

Der Netzpulsstromrichter mit einem abschaltbaren Halbleiterventil ermoglicht sowohl in der nicht netzgetrennten, als auch in der netzgetrennten Variante die kostengunstige und netzfreundliche Bereitstellung einer steuerbaren Gleichspannung. Fur die nicht netzgetrennte Variante wird zu Begin der Netzdrosselstrom analytisch hergeleitet und strukturiert angegeben. Hierauf basierend folgt zunachst die Berechnung des verzerrten Netzstrom Verlaufs. Die fur die Netzstromharmonischen in der Literatur auf andere Weise gewonnenen Ergebnisse werden bestatigt und weitergefuhrt. Fur die beiden Steuerverfahren Betrieb mit konstanter Pulsfrequenz und Betrieb an der Luckgrenze werden anschliessend die Verlustleistung der Halbleiterventile, die Belastung des Netzfilterkondensators und die Welligkeit der Ausgangsspannung analytisch hergeleitet, untersucht und beispielhaft dargestellt: Bei Bemessungsleistung ist der Betrieb an der Luckgrenze vorteilhaft. Im Teillastbetrieb ist bezuglich der Schaltverlustleistung der Betrieb mit konstanter Pulsfrequenz vorteilhaft, wohingegen der Betrieb an der Luckgrenze hier Vorteile bezuglich der Durchlassverlustleistung aufweist. Die auf gleiche Weise untersuchte netzgetrennte Variante zeigt bei Betrieb mit konstanter Pulsfrequenz eine sinusformige Netzstromaufnahme. Fur das abschaltbare Halbleiterventil muss ein Entlastungsnetzwerk vorgesehen werden, dessen Auswirkungen zusammen mit der Verlustleistung und der Belastung des Netzfilterkondensators untersucht werden. Messungen an einem Versuchsaufbau bestatigen die berechneten Werte.