Netzseitiger Wechselrichter mit quasiresonanter Topologie und hoher Leistungsdichte:
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2001
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1
I
INHALTSVERZEICHNIS
I
INHALTSVERZEICHNIS
1
II
FORMELZEICHEN
4
III
ABKUERZUNGEN
5
1
EINLEITUNG
7
1.1
VERZERRUNGSBLINDLEISTUNG
IN
ELEKTRISCHEN
ENERGIEVERSORGUNGSNETZEN
7
1.2
BISHERIGE
LOESUNGSANSAETZE
8
1.3
ZIEL
UND
INHALT
DIESER
ARBEIT
9
2.
LEISTUNGSFAKTORKORREKTUR
(PFC)
11
2.1
PROBLEME,
DIE
DURCH
HARMONISCHE
IM
NETZSTROM
ENTSTEHEN
11
2.2
SCHALTUNGSMOEGLICHKEITEN
ZUR
LEISTUNGSFAKTORKORREKTUR
12
2.3
REGELUNGSVARIANTEN
FUER
DREIPHASIGE
PFC
SCHALTUNGEN
14
2.4
VORTEILE,
DIE
SICH
AUS
EINER
PFC
SCHALTUNG
ERGEBEN
16
2.5
ZUSAMMENFASSUNG
16
3.
SCHALTVERHALTEN
VON
LEISTUNGSHALBLEITERN
17
3.1
VERHALTEN
DER
LEISTUNGSHALBLEITER
BEIM
YYHARTEN
"
SCHALTEN
18
3.2
VERHALTEN
DER
LEISTUNGSHALBLEITER
BEIM
YYWEICHEN
"
SCHALTEN
20
3.2.1
ZVS
(ZERO
VOLTAGE
SWITCHING)
20
3.2.2
ZCS
(ZERO
CURRENT
SWITCHING)
21
3.3
TYPISCHES
VERHALTEN
DER
HALBLEITERBAUTEILE
BEIM
WEICHEN
SCHALTEN
22
3.3.1
MOSFET
(METALL-OXID-SILIZIUM-FELDEFFEKT-TRANSISTOR)
22
3.3.2
IGBT
(INSULATED
GATE
BIPOLAR
TRANSISTOR)
22
3.3.3
DIODE
23
3.4
ZUSAMMENFASSUNG
24
4.
KLASSIFIZIERUNG
VON
RESONANZSCHALTUNGEN
25
4.1
UEBERSICHT
UEBER
VERSCHIEDENE
WEICH
SCHALTENDE
SPANNUNGSWANDLER
26
4.2
VERSCHIEDENE
TYPEN
VON
RESONANZSCHALTUNGEN
27
4.2.1
BEISPIELE
EINPHASIGER
RESONANZSCHALTUNGEN
27
4.2.2
BEISPIELE
DREIPHASIGER
RESONANZSCHALTUNGEN
28
4.3
VERSCHIEDENE
TYPEN
VON
QUASIRESONANZSCHALTUNGEN
30
4.3.1
BEISPIEL
EINER
EINPHASIGEN
PFC
EINSPEISUNG
MIT
QUASIRESONANZ
30
4.3.2
BEISPIEL
EINES
DREIPHASIGEN
WANDLERS
MIT
QUASIRESONANZ
IN
JEDEM
POL
30
4.3.3
DREIPHASIGE
WANDLER
MIT
QUASIRESONANTER
WECHSELRICHTERBRUECKE
31
4.4
ZUSAMMENFASSUNG
33
2
5
OPTIMALE
SCHALTFREQUENZ
FUER
RESONANZSCHALTUNGEN
35
5.1
MODELL
ZUR
VERLUSTLEISTUNGSBERECHNUNG
35
5.2
OPTIMIERUNG
NACH
VERSCHIEDENEN
GUETEKRITERIEN
37
5.3
ZUSAMMENFASSUNG
39
6
DIE
NETZFREUNDLICHE
EINSPEISUNG
MIT
QUASIRESONANZSCHALTUNG
41
6.1
AUSWAHL
DER
GEEIGNETEN
TOPOLOGIE
41
6.2
UNTERSUCHUNG
DER
VORGESCHLAGENEN
TOPOLOGIE
MITTELS
SIMULATION
44
6.3
FUNKTIONSWEISE
DER
QUASIRESONANZ
IM
GLEICHRICHTERBETRIEB
49
6.4
FUNKTIONSWEISE
QUASIRESONANZ
IM
WECHSELRICHTERBETRIEB
54
6.5
ZUSAMMENFASSUNG
59
7
REGELUNGSVERFAHREN
UND
MODULATION
61
7.1
EINGANGSTRANSFORMATIONEN
61
7.2
STROMREGLER
UND
RUECKTRANSFORMATION
63
7.3
WINKELABHAENGIGE
VORSTEUERUNG
65
7.4
SPANNUNGSREGLER
68
7.5
DIE
MODIFIZIERTE
RAUMZEIGERMODULATION
(MRZM)
69
7.6
ASYMMETRISCHE
PULSBREITENMODULATION
70
7.7
ZUSAMMENFASSUNG
72
8
AUSLEGUNGSKRITERIEN
73
8.1
NETZDROSSELN
73
8.2
LEISTUNGSHALBLEITER
DER
WECHSELRICHTERBRUECKE
74
8.3
LEISTUNGSHALBLEITER
DER
QUASIRESONANZEINHEIT
74
8.4
ENTLASTUNGSKONDENSATOREN
IN
DER
BRUECKE
75
8.5
PASSIVE
BAUTEILE
IN
DER
QUASIRESONANZEINHEIT
75
8.6
ZUSAMMENFASSUNG
76
9.
EXPERIMENTELLER
AUFBAU
77
9.1
DIE
DREI
VERSIONEN
DER
AKTIVEN
EINSPEISUNG
77
9.2
HARDWARE
79
9.2.1
NETZFILTER
80
9.2.2
TREIBERSCHALTUNGEN
82
9.2.3
LEISTUNGSTEIL
82
9.2.4
SPANNUNGSVERSORGUNG
84
9.2.5
ANLAUFSCHALTUNG
84
9.3
SOFTWARE
85
9.3.1
STRUKTUR
DER
INTERRUPTAUFRUFE
85
9.3.2
BERECHNUNG
VON
MATHEMATISCHEN
FUNKTIONEN
88
9.4
ZUSAMMENFASSUNG
89
3
10
ERGEBNISSE
UND
MESSUNGEN
91
10.1
VERLUSTLEISTUNG
UND
WIRKUNGSGRAD
91
10.2
MESSUNGEN
DER
NETZSTROEME
93
10.2.1
STROMWELLIGKEIT
IN
DEN
NETZSTROEMEN
93
10.2.2
NETZSTROEME
BEI
TEILLAST
(VERSION
3)
95
10.2.3
NETZSTROEME
BEI
VERSION
2
DES
NETZSEITIGEN
WECHSELRICHTERS
96
10.2.4
HARMONISCHE
IM
NETZSTROM
98
10.3
SPANNUNGSREGLER
99
10.3.1
HOCHLAUF
UND
LEERLAUF
DER
EINSPEISUNG
99
10.3.2
STOERVERHALTEN
DES
SPANNUNGSREGLERS
100
10.4
VERHALTEN
BEI
EINER
UNSYMMETRISCHEN
NETZSPANNUNG
102
10.5
MESSUNGEN
DES
RESONANZZYKLUS
104
10.5.1
RESONANZZYKLUS
IM
EINSPEISEBETRIEB
105
10.5.2
RESONANZZYKLUS
IM
RUECKSPEISEBETRIEB
107
10.6
VERKETTETE
SPANNUNGEN
AN
DER
WECHSELRICHTERBRUECKE
109
10.7
ZUSAMMENFASSUNG
110
11
ZUSAMMENFASSUNG
111
IV
ABSTRACT
113
V
LITERATURVERZEICHNIS
115
VI
ANHANG
119
A1
LISTE
DER
VERWENDETEN
LEISTUNGSHALBLEITER
119
A2
MECHANISCHE
DATEN
120 |
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