Leistungselektronik:
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | Undetermined |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Verl. Technik
1987
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Leistungselektronik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 424 S. Ill. |
| ISBN: | 3341003088 |
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|---|---|
| adam_text | LEISTUNGSELEKTRONIK HERAUSGEBER: PROF. (EM.) DR.-ING. HABIL. RUDOLF
LAPPE VEB VERLAG TECHNIK BERLIN INHALTSVERZEICHNIS 1. EINFUEHRUNG 13 1.1.
EINSATZGEBIETE DER LEISTUNGSELEKTRONIK 13 1.2. GRUNDPRINZIP DER
LEISTUNGSELEKTRONIK 13 1.3. STROMRICHTERANLAGEN 16 1.4. ENTWICKLUNG DER
LEISTUNGSELEKTRONIK 18 2. HALBLEITERVENTILE 23 2.1. PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN 23 2.1.1. UEBERSICHT UEBER HALBLEITER-LEISTUNGSBAUELEMENTE 23
2.1.2. DICHTE FREIER LADUNGSTRAEGER IM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT 25
2.1.2.1. GENERATION UND REKOMBINATION 25 2.1.2.2. EIGENHALBLEITER 27
2.1.2.3. STOERSTELLENLEITER 27 2.1.3. ELEKTRISCHER STROM IM HALBLEITER 28
2.1.3.1. FELDSTROM 28 2.1.3.2. DIFFUSIONSSTROM 28 2.1.4. GRUNDGESETZE 29
2.1.5. RUECKKEHR ZUM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT NACH STOERUNGEN 31 2.1.5.1.
INJEKTION VON MAJORITAETSTRAEGERN 31 2.1.5.2. INJEKTION VON
MINORITAETSTRAEGERN 31 2.2. DIODEN 33 2.2.1. PN-DIODEN 33 2.2.1.1.
STROMLOSER ZUSTAND, DIFFUSIONSSPANNUNG 33 2.2.1.2. DURCHLASSZUSTAND 36
2.2.1.3. SPERRZUSTAND 40 2.2.1.4. LAWINENDURCHBRUCH 41 2.2.1.5.
PUNCH-THROUGH, ZENERDURCHBRUCH, WAERME- ODER ZWEITER DURCHBRUCH 42
2.2.1.6. LAWINENDIODEN 43 2.2.2. PIN-DIODEN 43 2.2.2.1. STROMLOSER
ZUSTAND 43 2.2.2.2. SPERRZUSTAND 44 2.2.2.3. DURCHLASSZUSTAND 45 2.2.3.
SCHALTVERHALTEN 46 2.2.3.1. EINSCHALTVERHALTEN 46 2.2.3.2.
AUSSCHALTVERHALTEN OHNE SPERRSPANNUNG 47 2.2.3.3. AUSSCHALTVERHALTEN MIT
SPERRSPANNUNG, TRAEGERSTAUEFFEKT 47 2.2.3.4. SCHNELLE LEISTUNGSDIODEN 48
2.2.4. THERMISCHES VERHALTEN 49 2.2.4.1. GRUNDLAGEN 49 2.2.4.2.
VERLUSTLEISTUNG 51 2.2.4.3. ABLEITUNG DER VERLUSTWAERME 54 2.2.4.4.
TEMPERATUR DES KRISTALLS BEI KONSTANTER VERLUSTLEISTUNG 57 2.2.4.5.
TEMPERATUR DES KRISTALLS BEI ZEITLICH VERAENDERLICHER VERLUSTLEISTUNG 57
2.2.5. GRENZWERTE UND KENNGROESSEN 62 INHALTSVERZEICHNIS 7 2.2.5.1.
DEFINITIONEN 62 2.2.5.2. BEISPIELE FUER GRENZWERTE 62 2.2.5.3. BEISPIELE
FUER KENNGROESSEN 63 2.3. THYRISTOREN, TRIACS 63 2.3.1. EINFUEHRUNG 63
2.3.2. STATIONAERE BETRIEBSZUSTAENDE, ZUENDUNG 66 2.3.2.1. STROMLOSER
ZUSTAND 66 2.3.2.2. BLOCKIER- ODER VORWAERTSSPERRZUSTAND 66 2.3.2.3.
ZUENDUNG 66 2.3.2.4. EMITTERKURZSCHLUESSE 69 2.3.2.5. DURCHLASSZUSTAND 70
2.3.2.6. RUECKWAERTSSPERRZUSTAND 70 2.3.3. SCHALTVERHALTEN 71 2.3.3.1.
EINSCHALTVERHALTEN, KRITISCHE STROMSTEILHEIT 71 2.3.3.2.
AUSSCHALTVERHALTEN, FREIWERDEZEIT 73 2.3.4. FREQUENZTHYRISTOREN 74
2.3.5. ABSCHALTUNTERSTUETZTE UND ABSCHALTBARE THYRISTOREN 75 2.3.6.
RUECKWAERTSLEITENDE THYRISTOREN 77 2.3.7. FOTOTHYRISTOREN 77 2.3.8. TRIACS
78 2.3.9. THERMISCHES VERHALTEN 81 2.3.10. GRENZWERTE UND KENNGROESSEN 81
2.3.11. DIGITALE MODELLE FUER THYRISTOREN 82 2.4.
LEISTUNGS-SCHALTTRANSISTOREN 83 2.4.1. SCHALTBETRIEB UND LINEARBETRIEB
83 2.4.2. BIPOLARE LEISTUNGS-SCHALTTRANSISTOREN 84 2.4.2.1. SPERR- ODER
AJJS-ZUSTAND 85 2.4.2.2. DURCHLASS- ODER EIN-ZUSTAND 86 2.4.2.3.
SCHALTVERHALTEN 88 2.4.2.4. THERMISCHES VERHALTEN 90 2.4.2.5. SICHERER
ARBEITSBEREICH 91 2.4.2.6. DARLINGTON-LEISTUNGSTRANSISTOREN IM
SCHALTBETRIEB 92 2.4.3. LEISTUNGS-MOSFETS FUER SCHALTBETRIEB 93 2.4.3.1.
FUNKTIONSPRINZIP UND AUFBAU 93 2.4.3.2. STATISCHES VERHALTEN 94 2.4.3.3.
SCHALTVERHALTEN 97 2.4.3.4. PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG 99 2.4.3.5.
THERMISCHES VERHALTEN, SOAR-BEREICH 100 2.5. TECHNOLOGIE DER
HALBLEITERBAUELEMENTE IQQ 2.5.1. ANFORDERUNGEN AN DIE TECHNOLOGIE JQQ
2.5.2. HERSTELLUNG VON SI-EINKRISTALLEN 101 2.5.3. HERSTELLUNG VON
HALBLEITERBAUELEMENTEN 105 2.6. MESSVERFAHREN 109 2.6.1. ZUR EINFUEHRUNG
109 2.6.2. DIODEN UND THYRISTOREN 110 2.6.2.1. SPERRICHTUNG : 110
2.6.2.2. BLOCKIERRICHTUNG BEIM THYRISTOR 110 2.6.2.3. DURCHLASSRICHTUNG
. 110 2.6.2.4. SCHALTVERHALTEN 112 2.6.2.5. WAERMEWIDERSTAND 113 2.7.
UEBUNGSAUFGABEN H5 8 INHALTSVERZEICHNIS 3. NETZGELOESCHTE STROMRICHTER UND
WECHSELSTROMSTELLER 118 3.1. EINFUEHRUNG 118 3.2. EINPULSGLEICHRICHTER,
GLEICHRICHTERTRANSFORMATOR, VERSCHIEBUNGSFAKTOR 119 3.2.1.
EINPULSGLEICHRICHTER 119 3.2.1.1. BELASTUNG MIT WIDERSTAND OHNE GLAETTUNG
119 3.2.1.2. GLAETTEN MIT EINER DROSSEL 125 3.2.1.3. GLAETTEN MIT EINEM
KONDENSATOR 128 3.2.1.4. BELASTUNG MIT GEGENSPANNUNG 132 3.2.1.5.
PHASENANSCHNITTSTEUERUNG 133 3.2.1.6. BELASTUNG MIT GEGENSPANNUNG,
GLAETTEN MIT EINER DROSSEL 135 3.2.1.7. EINPULSGLEICHRICHTER MIT
FREILAUFZWEIG 137 3.2.1.8. KASKADENSCHALTUNG 143 3.2.2. GLEICHSPANNUNG
UND GLEICHSTROM MIT UEBERLAGERTEN WECHSELKOMPONENTEN 143 3.2.3.
GLEICHRICHTERTRANSFORMATOR, VENTIL- UND NETZSEITIGE STROEME 146 3.2.4.
LEISTUNG BEI VERZERRTEN STROEMEN, VERSCHIEBUNGSFAKTOR, LEISTUNGSFAKTOR
148 3.3. ZWEIPULSGLEICHRICHTER 150 3.3.1. BRUECKEN- ODER GRAETZSCHALTUNG
150 3.3.2. MITTELPUNKTSCHALTUNG 154 3.3.3. PHASENANSCHNITTSTEUERUNG 155
3.3.3.1. VOLLGESTEUERTE BRUECKENSCHALTUNG, MITTELPUNKTSCHALTUNG 155
3.3.3.2. HALBGESTEUERTE BRUECKENSCHALTUNG, MITTELPUNKTSCHALTUNG MIT
FREILAUFZWEIG 158 3.3.3.3. STEUERBLINDLEISTUNG, VERSCHIEBUNGSFAKTOR 159
3.3.4. GESTEUERTER GLEICHRICHTER ALS VERSTAERKER 160 3.3.5.
KASKADENSCHALTUNG 162 3.4. DREIPULSGLEICHRICHTER, INDUKTIVER
SPANNUNGSABFALL 163 3.4.1. STERN-STERN-MITTELPUNKTSCHALTUNG 163 3.4.1.1.
VOLLSTAENDIG GEGLAETTETER GLEICHSTROM 163 3.4.1.2. BELIEBIG GEGLAETTETER
GLEICHSTROM 166 3.4.2. STERN-ZICKZACK-MITTELPUNKTSCHALTUNG 167 3.4.3.
PHASENANSCHNITTSTEUERUNG 167 3.4.4. INDUKTIVER SPANNUNGSABFALL 168
3.4.4.1. KOMMUTIERUNG 169 3.4.4.2. VERLAUF DER VENTILSEITIGEN STROEME UND
DER GLEICHSPANNUNG WAEHREND DER KOMMUTIE- RUNG 170 3.5.
SECHSPULSGLEICHRICHTER UND GLEICHRICHTER HOEHERER PULSZAHL 172 3.5.1.
SECHSPULS-BRUECKENSCHALTUNG 172 3.5.1.1. SPANNUNGEN UND STROEME 172
3.5.1.2. PHASENANSCHNITTSTEUERUNG 176 3.5.1.3. INDUKTIVER
SPANNUNGSABFALL 181 3.5.2. SECHSPULS-MITTELPUNKTSCHALTUNGEN 184 3.5.2.1.
DREIECK-DOPPELSTERN-MITTELPUNKTSCHALTUNG 184 3.5.2.2.
SAUGDROSSELSCHALTUNG 184 3.5.3. ZWOELFPULSSCHALTUNGEN 186 3.5.3.1.
PARALLELSCHALTUNG MIT SAUGDROSSEL 186 3.5.3.2. REIHENSCHALTUNG 187
3.5.4. SCHALTUNGEN MITP 12 187 3.5.5. ANWENDUNGSGEBIETE FUER
GLEICHRICHTER 188 3.5.5.1. NETZGERAETE 188 3.5.5.2. LADEGERAETE 189
3.5.5.3. GLEICHRICHTER ZUM LICHTBOGENSCHWEISSEN 189 3.5.5.4. ERREGUNG VON
SYNCHRONMASCHINEN :..... 190 INHALTSVERZEICHNIS 9 3.5.5.5.
GLEICHSTROM-BAHNUNTERWERKE 191 3.5.5.6. ELEKTROLYSEN, GALVANISCHE BAEDER
192 3.5.5.7. GLEICHRICHTER FUER EINQUADRANTENBETRIEB VON
GLEICHSTROMMOTOREN 193 3.6. NETZGELOESCHTE WECHSELRICHTER,
UMKEHRSTROMRICHTER, NETZGELOESCHTE WECHSELSTROMUMRICHTER 197 3.6.1.
NETZGELOESCHTE WECHSELRICHTER 197 3.6.1.1. WIRKUNGSWEISE 197 3.6.1.2.
SPANNUNGEN, STROEME, LEISTUNG 198 3.6.1.3. ZUENDVERFRUEHUNGSWINKEL 200
3.6.2. UMKEHRSTROMRICHTER, UMKEHRANTRIEBE 201 3.6.3. NETZGELOESCHTE
WECHSELSTROMUMRICHTER 203 3.6.3.1. ZWISCHENKREISUMRICHTER 204 3.6.3.2.
DIREKTUMRICHTER * 204 3.6.4. ANWENDUNGSGEBIETE 206 3.6.4.1.
STROMVERSORGUNGSANLAGE FUER EINEN SENDER 206 3.6.4.2. WECHSELRICHTER FUER
MAGNETOHYDRODYNAMISCHE GENERATOREN 207 3.6.4.3. UNTERSYNCHRONE
STROMRICHTERKASKADE 208 3.6.4.4. ASYNCHRONE NETZKUPPLUNGEN UND
HOCHSPANNUNGS-GLEICHSTROM-UEBERTRAGUNGEN 210 3.6.4.5. UEBER
ZWISCHENKREISUMRICHTER GESPEISTE SYNCHRONMOTOREN 211 3.6.4.6. EINSATZ
VON DIREKTUMRICHTERN 211 3.7. WECHSEL- UND DREHSTROMSCHALTER UND
-STELLER 212 3.7.1. WECHSELSTROMSCHALTER UND -STELLER 213 3.7.1.1.
WECHSELSTROMSCHALTER 213 3.7.1.2. WECHSELSTROMSTELLER 214 3.7.2.
DREHSTROMSCHALTER UND -STELLER 216 3.7.3. ANWENDUNGSGEBIETE 221 3.7.3.1.
HOCHSPANNUNGSSTEUERUNG MIT THYRISTORSCHALTWERK 221 3.7.3.2.
BELEUCHTUNGSEINRICHTUNGEN 222 3.7.3.3. STELLER FUER
WIDERSTANDSSCHWEISSGERAETE 223 3.7.3.4. HOCHSPANNUNGSGLEICHRICHTER FUER
ELEKTROFILTER 223 3.7.3.5. TEMPERATURREGELUNG * 224 3.7.3.6.
SPANNUNGSSTEUERUNG VON ASYNCHRONMOTOREN 225 3.8. MESSVERFAHREN FUER
NETZGELOESCHTE STROMRICHTER 226 3.8.1. PRUEFEN VON GLEICHRICHTERN 227
3.8.2. WAHL DES MESSGERAETETYPS 229 3.8.2.1. SPANNUNGEN UND STROEME 229
3.8.2.2. LEISTUNG 231 3.9. UEBUNGSAUFGABEN 232 4. SELBST- UND
LASTGELOESCHTE STROMRICHTER 238 4.1. GLEICHSTROMSTELLER 238 4.1.1.
WIRKUNGSWEISE DES IDEALEN GLEICHSTROMSTELLERS 239 4.1.2. BERECHNUNG DES
GLEICHSTROMSTELLERS MIT ABSCHALTBAREN HALBLEITERBAUELEMENTEN 240 4.1.3.
UMKEHR DER ENERGIERICHTUNG UND MEHRQUADRANTENBETRIEB 244 4.1.4.
GLEICHSTROMSTELLER MIT THYRISTOREN 245 4.1.4.1. WIRKUNGSWEISE DER
KONDENSATORLOESCHUNG 245 4.1.4.2. BERECHNUNG DES LOESCHVORGANGS 248
4.1.4.3. LOESCHSCHALTUNGEN 252 4.1.4.4. GLEICHSTROMSTELLER-SCHALTUNGEN
MIT THYRISTOREN 254 4.1.5. ANWENDUNGSBEISPIELE 263 4.2. SELBSTGELOESCHTE
WECHSELRICHTER 266 4.2.1. EINTEILUNG UND WIRKUNGSWEISE 266 4.2.2.
STROMGESPEISTE WECHSELRICHTER 269 10 INHALTSVERZEICHNIS 4.2.2.1.
EINPHASIGE STROMWECHSELRICHTER 269 , 4.2.2.2. DREIPHASIGE
STROMWECHSELRICHTER 276 4.2.3. SPANNUNGSGESPEISTE WECHSELRICHTER 280
4.2.3.1. SPANNUNGSWECHSELRICHTER MIT ABSCHALTBAREN
HALBLEITERBAUELEMENTEN 280 4.2.3.2. SPANNUNGSWECHSELRICHTER MIT
THYRISTOREN 284 4.2.4. ANWENDUNGSBEISPIELE 297 4.3. LASTGELOESCHTE
WECHSELRICHTER 305 4.3.1. SCHWINGKREIS-WECHSELRICHTER 305 4.3.1.1.
GRUNDSCHALTUNGEN UND WIRKUNGSWEISE 305 4.3.1.2. BERECHNUNG DES
SCHWINGKREIS-WECHSELRICHTERS 307 4.3.2. MASCHINENGELOESCHTE
WECHSELRICHTER 311 4.3.3. ANWENDUNGSBEISPIELE 311 4.4. MESSVERFAHREN 313
4.4.1. MESSVERFAHREN FUER SELBSTGELOESCHTE WECHSELRICHTER 313 4.4.2.
MESSVERFAHREN FUER GLEICHSTROMSTELLER 314 4.5. UEBUNGSAUFGABEN 315 5.
STEUERUNG DER STROMRICHTER 317 5.1. EINFUEHRUNG 317 5.1.1.
VORBETRACHTUNG, AUFGABEN DES STEUERGERAETES 317 5.1.2. BESCHREIBUNG DER
STEUERGERAETE MITTELS ZUSTANDSGRAPHEN 318 5.2. STEUERALGORITHMEN
NETZGELOESCHTER STROMRICHTER 322 5.2.1. STEUERALGORITHMUS FUER DIE
ZWEIPULS-BRUECKENSCHALTUNG 322 5.2.2. STEUERGRUNDGERAET (SGG) 325 5.2.3.
STEUERGERAETE MEHRPHASIGER STROMRICHTER 328 5.2.4. STEUERALGORITHMEN FUER
WECHSELSTROMSTELLER, DREHSTROMSTELLER UND SCHALTER 328 5.2.4.1.
STEUERALGORITHMUS DES WECHSELSTROMSTELLERS 328 5.2.4.2.
STEUERALGORITHMUS DES DREHSTROMSTELLERS 330 5.2.4.3. STEUERALGORITHMEN
VON WECHSEL- UND, DREHSTROMSCHALTERN 330 5.2.5. ANPASSUNG DER
STEUERGERAETE AN REALE BETRIEBSBEDINGUNGEN 331 5.2.5.1. MODIFIKATIONEN
DER ZUENDPULSBILDUNG 331 5.2.5.2. SPERRUNG DER ZUENDPULSAUSGABE 331
5.2.5.3. BEGRENZUNG DES VERSCHIEBEBEREICHS DES ZUENDWINKELS 331 5.3.
STEUERALGORITHMEN SELBSTGELOESCHTER STROMRICHTER 332 5.3.1.
STEUERALGORITHMEN FUER GLEICHSTROMSTEILER 332 5.3.2. STEUERALGORITHMEN
SELBSTGELOESCHTER WECHSELRICHTER 334 5.3.2.1. STEUERALGORITHMEN
EINPHASIGER WECHSELRICHTER 334 5.3.2.2. STEUERALGORITHMEN DREIPHASIGER,
SELBSTGELOESCHTER WECHSELRICHTER 339 5.4. ASPEKTE DER
SCHALTUNGSTECHNISCHEN GESTALTUNG DER STEUERGERAETE 340 5.5.
SCHALTUNGSTECHNIK AUSGEWAEHLTER BAUGRUPPEN VON STEUERGERAETEN 342 5.5.1.
SYNEHRONISATIONSEINRICHTUNGEN 343 5.5.2. STEUERBARE VERZOEGERER 346
5.5.2.1. ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN 346 5.5.2.2. ANALOGE VERZOEGERER 347
5.5.2.3. DIGITALE VERZOEGERER 348 5.5.2.4. STEUERUNG DER LEITDAUER DER
VENTILE IN SELBSTGELOESCHTEN WECHSELRICHTERN 350 5.5.3. ZUENDENDSTUFEN UND
TREIBER 351 5.5.3.1. ZUENDENDSTUFEN FUER THYRISTOREN 353 5.5.3.2.
STEUERIMPULSGENERATOREN FUER ABSCHALTBARE THYRISTOREN 359 5.5.3.3.
TREIBER FUER BIPOLARE TRANSISTOREN 360 5.5.3.4. TREIBER FUER
MOS-HOCHSPANNUNGS-SCHALTTRANSISTOREN 362 5.6. UEBUNGSAUFGABEN 364
INHALTSVERZEICHNIS 11 6. STROMRICHTERGERJITE UND -ANLAGEN , 366 6.1.
NETZRUECKWIRKUNGEN 366 6.1.1. UEBERSICHT 366 6.1.2. QUALITAET DER
NETZSPANNUNG 366 6.1.3. SPANNUNG AM ANSCHLUSSPUNKT OHNE
KOMPENSATIONSEINRICHTUNGEN 367 6.1.3.1. EFFEKTIVWERTABSENKUNG UND
-SCHWANKUNG 367 6.1.3.2. AUGENBLICKSABWEICHUNG DER NETZSPANNUNG VON
IHRER GRUNDSCHWINGUNG 368 6.1.3.3. AMPLITUDENSPEKTRUM DER SPANNUNG AM
ANSCHLUSSPUNKT 371 6.1.4. VERRINGERUNG DER NETZRUECKWIRKUNGEN 371 6.1.4.1.
STROMRICHTER MIT VERMINDERTEN NETZRUECKWIRKUNGEN 371 6.1.4.2.
KOMPENSATION DER BLINDLEISTUNG MIT LEISTUNGSKONDENSATOREN UND
BLINDSTROM- RICHTERN 372 6.1.4.3. SAUGKREISE 373 6.2. KURZSCHLUSSSTROEME
373 6.2.1. KURZSCHLUSSARTEN UND -KENNGROESSEN 373 6.2.2. BERECHNUNG DER
KURZSCHLUSSSTROEME 375 6.2.2.1. DREIPOLIGER KURZSCHLUSS 375 6.2.2.2.
ZWEIPOLIGER KURZSCHLUSS 376 6.2.3. KURZSCHLUSSIMPEDANZEN 377 6.3.
SCHUTZEINRICHTUNGEN, FUNK-ENTSTOERUNG, PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG 378
6.3.1. SCHUTZ FUER DIODEN UND THYRISTOREN 379 6.3.1.1. UEBERSPANNUNGEN 379
6.3.1.2. UEBERSTROEME 379 6.3.2. SCHUTZ FUER TRANSISTOREN 380 6.3.3.
FUNK-ENTSTOERUNG 381 6.3.4. PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG , 381 6.4.
GLEICHSTROMFILTER 381 6.5. KONSTRUKTIVE FORMEN 383 6.6. BEISPIEL ZUR
AUSLEGUNG VON STROMRICHTERN 387 7. ANTWORTEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN 394
8. FORMELZEICHEN UND SCHALTZEICHEN 413 8.1.
HALBLEITER-LEISTUNGSBAUELEMENTE 413 8.2. STROMRICHTERSCHALTUNGEN 414
8.3. SCHALTZEICHEN 415 9. LITERATURVERZEICHNIS . 416 10.
SACHWOERTERVERZEICHNIS 422
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