Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

3.2 Quellen und Lasten von Stromrichtern 37
tisch erhöht. Dies ist ein schwerwiegender Nachteil für die I-Umrichter, da dort rückwärtssperrende
Schaltelemente benötigt werden.
Zu den Dioden als weitere Leistungshalbleiter soll hier nur eine generelle Bemerkung
gemacht werden: beim Einsatz in einem selbstgeführten Stromrichter ist vor allem eine
sehr kleine Sperrverzugszeit notwendig, da sonst durch die schnellen Schaltvorgänge unzulässig
grosse Rückwärtsströme entstehen. Es gibt Diodentypen (Fast-Recovery- und
Soft-Recovery-Diodes), die speziell für diesen Einsatz entwickelt worden sind.
Literatur zu Kapitel 3.1: [Hag1], [Mic1], [Mül1]
3.2 Quellen und Lasten von Stromrichtern
3.2.1 Netze
Ein Versorgungsnetz, sei es ein Inselnetz oder ein Verbundnetz, ist in der Regel ein räumlich
verteiltes System bestehend aus Generatoren, Leitungen und Lasten. Für Betrachtungen
im Zusammenhang mit Stromrichtern genügt meistens eine sehr einfache Modellierung,
bestehend aus einer Wechselspannungsquelle e N und einer ohmsch-induktiven
Innenimpedanz R N und L N pro Phase nach Bild 3.5. Von besonderer Bedeutung im Zusammenhang
mit Stromrichtern ist die Frage, welche Rückwirkungen die nichtsinusförmigen
Phasenströme auf das Netz haben. Dazu kann die Maschengleichung (3.1) betrachtet
werden:
R N
e N
L N
i N
u N
diN uN =
eN– RNiN – LN------- dt
N
e U
e V
e W
R N
R N
R N
Bild 3.5.
Ersatzschaltungen für
ein Versorgungsnetz,
links: einphasig,
rechts: dreiphasig
(3.1)
Es ist leicht zu erkennen, dass die Spannung u N vom bezogenen Strom i N abhängt. Weicht
dieser von der Sinusform ab, so ergibt sich eine entsprechende Verzerrung für u N. Sie ist
unerwünscht, weil sie bei anderen Verbrauchern im gleichen Netz zu Funktionsstörungen
und zusätzlichen Verlusten führen kann. Es existieren deshalb Normen für die maximal
zulässigen Strom- und Spannungsverzerrungen im Netz (Kapitel 18). Da diese Verzerrungsanteile
stets im Frequenzbereich oberhalb der Netzfrequenz liegen, fällt vor allem
der Spannungsabfall über der Induktivität ins Gewicht. Für die meisten Betrachtungen zu
diesem Themenkreis kann deshalb der ohmsche Anteil R N vernachlässigt werden.
LN
L N
LN
i U
i V
i W
u U
u V
u W