Grundkurs Leistungselektronik: Bauelemente, Schaltungen und Systeme ; mit ... 33 Tabellen ; [mit Online-Service]
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Vieweg + Teubner
2010
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| Ausgabe: | 4., aktualisierte und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Studium
OnlinePlus |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XV, 370 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783834813077 |
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VII INHALTSVERZEICHNIS 1 WAS IST LEISTUNGSELEKTRONIK ? 1 2 GRUNDLAGEN 3
2.1 DIE ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT 3 2.1.1 EIGENLEITUNG 5 2.1.2
STOERSTELLENLEITUNG 6 2.2 DER PN-UEBERGANG 7 2.2.1 DER PN-UEBERGANG MIT
AEUSSERER SPANNUNG 9 2.2.2 DER PN-UEBERGANG IM DURCHLASSBETRIEB 9 2.2.3 DER
PN-UEBERGANG IN SPERRRICHTUNG BEANSPRUCHT 11 2.2.4 DIE
DURCHBRUCHMECHANISMEN DES PN-UEBERGANGES 12 2.2.5 DIE OPTIMALE GESTALTUNG
DES PN-UEBERGANGS 13 3 DIODEN 15 3.1 PN-DIODE 15 3.1.1 MODELLBILDUNG
EINER REALEN PN-DIODE 16 3.1.2 DIE VERLUSTLEISTUNGSBERECHNUNG 17 3.2
PIN-DIODE 18 3.2.1 DAS SPERRVERHALTEN 19 3.2.2 DAS DURCHLASSVERHALTEN 19
3.2.3 DAS SCHALTVERHALTEN 21 3.2.3.1 EINSCHALTEN 22 3.2.3.2 AUSSCHALTEN
22 3.2.3.3 SCHALTVERLUSTE 24 3.2.4 REIHENSCHALTUNG 26 3.2.5
PARALLELSCHALTUNG 27 3.2.6 EINSATZKRITERIEN FUER DIODEN 29 3.3 SOLARZELLE
30 4 TRANSISTOREN 33 4.1 BIPOLARTRANSISTOR 33 4.1.1 AUFBAU 33 4.1.2
WIRKUNGSWEISE 34 4.1.3 SCHALTVERLUSTE 36 BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/1003709419 DIGITALISIERT DURCH VIII INHALTSVERZEICHNIS
4.1.4 DER BIPOLARE LEISTUNGSTRANSISTOR 38 4.1.5 DIE ARBEITSPUNKTE DES
BIPOLAREN TRANSISTORSCHALTERS 39 4.1.6 NICHTSAETTIGUNGSBETRIEB (AKTIVER
BEREICH, M BC 0) 39 4.1.7 QUASISAETTIGUNGSBETRIEB (U BC 0) 40 4.1.8
UEBERSAETTIGUNGSBETRIEB 40 4.1.9 DARLINGTON-TRANSISTOREN 42 4.1.10
VERGLEICH BIPOLARTRANSISTOR- SCHALTER 43 4.2 BETRIEBSARTEN 44 4.2.1
SCHALTEN EINER OHMSCH-INDUKTIVEN LAST 45 4.2.2 SCHALTEN EINES
EINGEPRAEGTEN STROMES 48 4.2.2.1 WEICHES SCHALTEN 48 4.2.2.2 HARTES
SCHALTEN 49 4.2.3 RCD-BESCHALTUNG 50 4.3 DER IG-FELDEFFEKTTRANSISTOR
(MOSFET) 51 4.3.1 AUFBAU 51 4.3.2 DIE KENNLINIE 55 4.3.3 DIE
GATEKAPAZITAET 56 4.3.4 NEUERE ENTWICKLUNGSRICHTUNGEN 57 4.4 DER
IG-BIPOLAR TRANSISTOR (IGBT) 58 4.4.1 AUFBAU 58 4.4.2
DURCHLASSEIGENSCHAFTEN 59 4.4.3 DAS SCHALTVERHALTEN 60 4.4.3.1
EINSCHALTEN 60 4.4.3.2 AUSSCHALTEN 62 4.4.4 SPERR- UND BLOCKIERVERHALTEN
64 4.4.5 NEUERE ENTWICKLUNGSRICHTUNGEN 65 4.5 TREIBERSCHALTUNGEN 66
4.5.1 GATEANSCHLUSS 69 4.5.2 AUSFUEHRUNG EINER ANSTEUERUNG FUER EINEN IGBT
70 4.5.2.1 ANSTEUERUNG EINES HALBBRUECKENMODULS 71 4.5.2.2 IMPULSLOGIK 72
4.5.2.3 VENTILBELASTUNG 74 4.6 AUFBAU- UND VERBINDUNGSTECHNIK 75 4.6.1
PROBLEMATIK 75 4.6.2 GEHAEUSEFORMEN 76 4.6.2. INHALTSVERZEICHNIS IX 4.6.3
EIGENSCHAFTEN VON LEISTUNGSMODULEN 78 4.6.3.1 LASTWECHSELFESTIGKEIT 78
4.6.3.2 VERHALTEN BEI MODULDEFEKT 80 4.6.3.3 PARASITAERE INDUKTIVITAETEN
80 4.6.3.4 EMV-VERHALTEN 80 5 THYRISTOREN 81 5.1 AUFBAU UND
WIRKUNGSWEISE 81 5.2 KENNLINIE 83 5.3 DAS EINSCHALTVERHALTEN 83 5.3.1
UEBERSCHREITEN DER ZULAESSIGEN BLOCKIERSPANNUNG 83 5.3.2 UEBERSCHREITEN DER
ZULAESSIGEN SPANNUNGSSTEILHEIT 84 5.3.3 GATESTROMZUENDUNG 84 5.4
AUSSCHALTEN 87 5.4.1 NETZGEFUEHRTER BETRIEB 87 5.4.2 SELBSTGEFUEHRTER
BETRIEB 87 5.5 AUSFUEHRUNGSFORMEN 90 5.5.1 AMPLIFYING GATE STRUKTUR 90
5.5.2 ZWEIRICHTUNGS-THYRISTOREN 90 5.5.3 DER ASYMMETRISCH SPERRENDE
THYRISTOR 91 5.5.4 DER LICHTZUENDBARE THYRISTOR 91 5.6 ABSCHALTBARER
THYRISTOR (GTO) 91 5.6.1 DER ASYMMETRISCHE SPERRENDE GTO 91 5.6.2
ANSTEUERUNG 92 5.6.2.1 EINSCHALTEN 92 5.6.2.2 AUSSCHALTEN 92 5.6.3
BETRIEBSBEDINGUNGEN FUER EINEN GTO 93 5.6.4 DERLGCT 94 5.7 AUSWAHL VON
LEISTUNGSBAUELEMENTEN 94 6 WAERME-MANAGEMENT. 95 6.1 DIE VERLUSTLEISTUNG
95 6.2 DAS THERMISCHE ERSATZSCHALTBILD 97 6.2.1 DER INNERE
WAERMEWIDERSTAND R^ Q 98 6.2.2 DER AEUSSERE WAERMEWIDERSTAND AE T H,CA 98
6.2.3 DIE WAERMEKAPAZITAET C TH 99 6.2. 8.3.1 VENTILBELASTUNG 140 X
INHALTSVERZEICHNIS 6.3 KUEHLMEDIEN 102 6.3.1 LUFTKUEHLUNG 102 6.3.2
WASSERKUEHLUNG 103 6.3.3 SIEDEKUEHLUNG 103 7 STROMRICHTERSCHALTUNGEN 105
7.1 GRUND FUNKTIONEN 105 7.2 KENNZEICHNUNG VON STROMRICHTERSCHALTUNGEN
105 7.3 EINTEILUNG NACH DER INNEREN WIRKUNGSWEISE 106 7.4
LEISTUNGSSTEUERVERFAHREN 107 7.5 MITTELPUNKTSCHALTUNG ML 107 7.5.1
TRANSFORMATOR-BAULEISTUNG 111 7.5.2 KAPAZITIVE LAST 112 7.5.3
OHMSCH-INDUKTIVE LAST 114 7.5.4 OHMSCH-INDUKTIVE LAST MIT FREILAUFDIODE
115 7.6 WECHSELWEGSCHALTUNG WL 116 7.6.1 STELLERBETRIEB MIT OHMSCHER
LAST 117 7.6.2 STELLERBETRIEB MIT OHMSCH-INDUKTIVER LAST 119 7.6.3
SCHALTBETRIEB MIT OHMSCH-INDUKTIVER LAST 120 8 WECHSELSTROMSCHALTUNGEN
121 8.1 DIE MITTELPUNKTSCHALTUNG M2U 121 8.1.1 GLEICHSPANNUNGSBILDUNG
121 8.2 DIE GESTEUERTE MITTELPUNKTSCHALTUNG M2C 122 8.2.1 DIE
WIRKUNGSWEISE DES STEUERGENERATORS 122 8.2.2 PASSIVE LAST 123 8.2.2.1
OHMSCHELAST 123 8.2.2.2 OHMSCH-INDUKTIVE LAST 124 8.2.3 AKTIVE LAST 126
8.2.4 VENTILBELASTUNG 129 8.2.5 TRAFO-UND NETZGROESSEN 130 8.2.6 BEMESSUNG
EINER GLAETTUNGSINDUKTIVITAET 131 8.2.7 DIE KOMMUTIERUNG 133 8.2.7.1
UEBERLAPPUNG 134 8.2.7.2 DIE INDUKTIVE GLEICHSPANNUNGSAENDERUNG 136 8.3
DIE BRUECKENSCHALTUNG B2 139 10.2.2 SPANNUNGSGLAETTUNG 181
INHALTSVERZEICHNIS XI 8.3.2 TRANSFORMATORBAULEISTUNG 140 9
DREHSTROMSCHALTUNGEN 141 9.1 DIE MITTELPUNKTSCHALTUNG M3 141 9.1.1
GLEICHSPANNUNGSBILDUNG 142 9.1.1.1 OHMSCHELAST 143 9.1.1.2 AKTIVE LAST
145 9.1.2 VENTILBELASTUNG 146 9.1.2.1 SPANNUNG 146 9.1.2.2 STROM 148
9.1.3 NETZSTROM 149 9.1.4 DIE KOMMUTIERUNG 150 9.1.4.1 EINFLUSS AUF DIE
GLEICHSPANNUNG 151 9.1.4.2 BERECHNUNG DES INDUKTIVEN
GLEICHSPANNUNGSABFALLS 153 9.1.4.3 KOMMUTIERUNGSEINFLUSS AUF DIE
VENTILSPANNUNG 155 9.2 DIE BRUECKENSCHALTUNG B6 156 9.2.1
GLEICHSPANNUNGSBILDUNG 156 9.2.2 LEITZUSTAENDE DER VENTILE 157 9.2.3
STROMRICHTEREINGANGSSTROM 159 9.2.4 NETZSTROM 159 9.2.5 BAULEISTUNG DES
TRANSFORMATORS 160 9.3 ZUENDIMPULSE 161 9.3.1 GLEICHSPANNUNGSBILDUNG 163
9.3.2 EINFLUSS DER KOMMUTIERUNGEN 165 9.3.3 AUSWIRKUNGEN NICHT IDEALER
GLAETTUNG AUF DIE GLEICHSPANNUNG 169 9.4 12-PULSIGE SCHALTUNGEN 170 9.4.1
STROMRICHTER-REIHENSCHALTUNG 171 9.4.2 STROMRICHTER-PARALLELSCHALTUNG
172 9.5 HOEHERPULSIGE SCHALTUNGEN 174 10 NETZRUECKWIRKUNGEN 175 10.1
BLINDLEISTUNGSVERHALTEN 175 10.1.1 DIE KENNLINIE DER STEUERBLINDLEISTUNG
176 10.1.2 OBERSCHWINGUNGSBLINDLEISTUNG 177 10.2 STROMOBERSCHWINGUNGEN
178 10.2.1 STROMGLAETTUNG 178 XII INHALTSVERZEICHNIS 10.2.2.1 PASSIVE
PFC-SCHALTUNG 183 10.2.2.2 AKTIVE PFC-SCHALTUNG 184 10.3
SPANNUNGSOBERSCHWINGUNGEN 187 10.3.1 B2-SCHALTUNG 187 10.3.2
B6-SCHALTUNG 189 11 LASTGEFUEHRTE STROMRICHTER. 195 11.1
SCHWINGKREISWECHSELRICHTER 195 11.1.1 BETRIEB MIT EINGEPRAEGTER
GLEICHSPANNUNG 195 11.1.2 BETRIEB MIT EINGEPRAEGTEM GLEICHSTROM 198
11.1.3 VERGLEICH DER WECHSELRICHTERTYPEN 200 11.2
SCHWINGKREISWECHSELRICHTER MIT ABSCHALTBAREN VENTILEN 200 11.2.1 STROM-
UND SPANNUNGSLOSES SCHALTEN 202 11.2.2 ANWENDUNGSBEISPIEL ZUM STROMLOSEN
SCHALTEN (ZCS) 203 12 SELBSTGEFUEHRTE STROMRICHTER 205 12.1
WECHSELRICHTER MIT EINGEPRAEGTER SPANNUNG (UWR) 205 12.1.1
MITTELPUNKTSCHALTUNG MIT AC-SEITIGEM MITTELPUNKT 206 12.1.2
AUSFUEHRUNGSBEISPIEL MIT THYRISTORSCHALTER 207 12.1.3 3-PHASIGE
BRUECKENSCHALTUNGEN 210 12.1.3.1 BETRIEB MIT PASSIVER LAST 212 12.1.3.2
BETRIEB MIT EINER DREHFELDMASCHINE 212 12.1.3.3 WECHSELRICHTER MIT
PHASENFOLGELOESCHUNG 214 12.2 WECHSELRICHTER MIT EINGEPRAEGTEM STROM (IWR)
216 12.2.1 PRINZIP 216 12.2.2 WECHSELRICHTER MIT PHASENFOLGELOESCHUNG 219
13 DIE WIRKUNGSWEISE SELBSTGEFUEHRTER UWR 223 13.1 SCHALTUNGEN IN
ZWEIPUNKTTECHNIK (2-LEVEL-INVERTER) 224 13.1.1 SCHALTFUNKTIONEN 225
13.1.2 KURZZEIT-MITTELWERT 226 13.1.3 DER MODULATOR 228 13.1.4
MODULATIONSFUNKTION 228 13.1. INHALTSVERZEICHNIS XIII 13.1.6.3
PULSBREITENMODULATION 233 13.1.7 3-PHASIGE BRUECKE 234 13.1.7.1 DIE
SPANNUNGSBILDUNG 235 13.1.7.2 DER ZWISCHENKREISSTROM 238 13.2
SCHALTUNGEN IN DREIPUNKTTECHNIK (3-LEVEL-INVERTER) 242 13.2.1 1-PHASIGE
BRUECKENSCHALTUNG 245 13.2.2 3-PHASIGE BRUECKENSCHALRUNG 246 13.3
MULTI-LEVEL-SCHALTUNGEN 249 14 DREHSTROMGROESSEN IN RAUMZEIGERDARSTELLUNG
251 14.1 RAUMZEIGERTRANSFORMATION 251 14.2 STROMRICHTERSPEISUNG 255 15
STEUERVERFAHREN FUER UWR. 257 15.1 BEGRIFFE 257 15.2 DIE
GRUNDFREQUENZSTEUERUNG 262 15.3 DIE PULSBREITENMODULATION (PWM) 263
15.3.1 DIGITALE SCHALTUNGEN 266 15.3.2 SCHALTFUNKTIONEN FUER 3-PHASIGE
SCHALTUNGEN 267 15.3.3 STEUERKENNLINIE 270 15.3.4 OFF-LINE OPTIMIERTE
SCHALTFUNKTIONEN 272 15.3.5 ELIMINATIONSMETHODE 272 15.3.6 OPTIMIERTE
PULSMUSTER 273 15.3.7 RAUMZEIGERMODULATION 274 16 STROMRICHTER UND
MASCHINEN 277 16.1 GLEICHSTROMMASCHINEN 277 16.2 ELEKTRONIKMOTOR 280
16.3 STROMRICHTERMOTOR 281 16.4 DREHFELDMASCHINEN 284 16.5
ZUSATZVERLUSTE DURCH STROMRICHTERSPEISUNG 288 16.6 LEISTUNGSSTEUERUNG
BEI KONSTANTER STAENDERFREQUENZ 289 16.6.1 DREHSTROMSTELLER W3 290 16.6.2
PULSGESTEUERTER LAEUFERWIDERSTAND 291 16.6.3 STROMRICHTERKASKADE 292
16.6.3.1 AUSFUEHRUNG MIT STROMZWISCHENKREIS 293 16.6.3.2 AUSFUEHRUNG MIT
SPANNUNGSZWISCHENKREIS 294 16. 18.10.1 SEKUNDAER GETAKTETES NETZTEIL
(AC-DC-WANDLER) 342 XIV INHALTSVERZEICHNIS 16.7.1 PRINZIP DES
DIREKTUMRICHTERS 296 16.7.2 3-PHASIGER DIREKTUMRICHTER 299 16.7.3
FREQUENZUMRICHTER 299 16.7.3.1 U/F-KENNLINIENSTEUERUNG 302 16.7.3.2
FELDORIENTIERTE REGELUNG 303 16.7.4 ABSCHAETZUNG DER ZWISCHENKREISGROESSEN
305 16.8 ENERGIEEFFIZIENZ VON ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN 307 17
LEISTUNGSELEKTRONIK UND EMV 311 17.1 GRUNDBEGRIFFE 311 17.1.1 STOERGROESSEN
IN DER LEISTUNGSELEKTRONIK 312 17.1.2 STOERFESTIGKEIT 314 17.1.3
STOERVERMOEGEN 314 17.1.4 LEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 314 17.1.5 NICHT
LEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 314 17.1.5.1 KAPAZITIVE BEEINFLUSSUNGEN 314
17.1.5.2 INDUKTIVE BEEINFLUSSUNGEN 315 17.1.5.3 ELEKTROMAGNETISCHE
BEEINFLUSSUNGEN 315 17.1.6 PSOPHOMETRISCHER STOERSTROM 316 17.2
NETZFILTER 316 17.3 MOTORANPASSUNG AN DEN STROMRICHTER 320 17.3.1
LAGERSTROEME 320 17.3.2 WANDERWELLENPROBLEME 320 17.3.3 AUSGANGSFILTER
323 17.4 WEITERE MASSNAHMEN 324 18 GLEICHSPANNUNGSWANDLER 327 18.1
TIEFSETZSTELLER 327 18.2 AUSFUEHRUNGSBEISPIEL ZUM TIEFSETZSTELLER 327
18.3 GLEICHSTROMSTELLER 328 18.4 GLEICHSTROMSTELLER MIT AKTIVER LAST 331
18.5 LUECKBETRIEB 333 18.6 HOCHSETZSTELLER 336 18.7 HOCH-TIEFSETZSTELLER
337 18.8 SPERRWANDLER 339 18.9 DURCHFLUSSWANDLER 340 18.10
SCHALTNETZTEILE 341 INHALTSVERZEICHNIS XV 18.10.2 PRIMAER GETAKTETES
NETZTEIL (AC-DC-WANDLER) 342 18.10.3 ELEKTRONISCHER TRANSFORMATOR
(AC-AC-WANDLER) 343 18.10.4 PULSGLEICHRICHTER 343 18.10.5
ENERGIESPARLAMPEN 345 18.10.5.1 KOMPAKT LEUCHTSTOFFLAMPE 345 18.10.5.1
LEUCHTDIODE (LED) 346 19 STROMVERSORGUNGEN 347 19.1 UNTERBRECHUNGSFREIE
STROMVERSORGUNGEN 347 19.1.1 ONLINE-SYSTEME 348 19.1.2 OFFLINE-SYSTEME
348 19.2 PHOTOVOLTAISCHE STROMVERSORGUNGEN 349 19.3
BRENNSTOFFZELLEN-STROMVERSORGUNGEN 349 19.4 ENERGIESPEICHER 351 19.4.1
KONZEPTE FUER AKKUGESTUETZTE FAHRZEUGANTRIEBE 356 19.4.2
SPEICHERTECHNOLOGIEN FUER ELEKTROFAHRZEUGE 357 FORMELZEICHEN 361
WEITERFUEHRENDE LITERATUR 364 SACHWORTVERZEICHNIS 366 |
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