Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

Inhalt
Verzeichnis der verwendeten Symbole 11
Teil I: Selbstgeführte Stromrichter als Bausteine von
Frequenzumrichtern 15
1 Einleitung 15
2 Funktion und Aufbau von modernen Frequenzumrichtern 20
2.1 Prinzip des Frequenzumrichters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
2.2 Anforderungen an einen Frequenzumrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
2.2.1 Anforderungen auf der Netzseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
2.2.2 Anforderungen für die Speisung einer Drehstrommaschine . . . . . . .23
2.2.3 Anforderungen für die Speisung einer allgemeinen AC-Last . . . . . . .25
2.3 Netzseitiger Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
2.3.1 Netzseitiger Stromrichter für einen Spannungszwischenkreis . . . . . .26
2.3.2 Netzseitiger Stromrichter für einen Stromzwischenkreis . . . . . . . . .28
2.4 Lastseitiger Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
2.4.1 Lastseitiger Stromrichter für einen Spannungszwischenkreis. . . . . . .29
2.4.2 Lastseitiger Stromrichter für einen Stromzwischenkreis . . . . . . . . .30
2.5 Umrichterkonzepte und ihre Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
3 Leistungskreis von Frequenzumrichtern mit selbstgeführten Stromrichtern 33
3.1 Schaltelemente der selbstgeführten Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . .33
3.1.1 Idealisierte Schaltelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
3.1.2 Reale Leistungshalbleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
3.2 Quellen und Lasten von Stromrichtern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
3.2.1 Netze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
3.2.2 Drehstrommaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
3.2.2.1 Asynchronmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
3.2.2.2 Synchronmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
3.2.3 Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
3.2.4 Standardlast eines Stromrichters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
3.2.5 Zwischenkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
3.2.5.1 Spannungszwischenkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
3.2.5.2 Stromzwischenkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
3.2.6 Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
3.2.6.1 Filter für U-Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
3.2.6.2 Filter für I-Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
3.2.7 Stromverdrängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
3.3 Schaltungen von selbstgeführten Stromrichtern . . . . . . . . . . . . . . . . .53
3.3.1 Beschreibung durch Schaltfunktionen, kurzzeitige Mittelwerte und
Modulationsfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53