modulare dreiphasen- pulsgleichrichtersysteme - ETH Zürich

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2.2.9
Eingangsstromrippels....................................................................................... 65
Erweiterung der Topologie für zweiphasigen Nennleistungsbetrieb ............... 67
2.3 SYSTEMDIMENSIONIERUNG ....................................................................................... 68
2.3.1 Spezifikation des Systems ................................................................................. 69
2.3.2 Wahl der Topologie und Festlegung der Schaltfrequenz................................. 70
2.3.3 Analytische Berechnung der Beanspruchung der Komponenten eines
Leistungsmoduls................................................................................................ 72
2.3.3.1 Netzdioden .............................................................................................................. 73
2.3.3.2 Freilaufdioden......................................................................................................... 74
2.3.3.3 Leistungstransistor .................................................................................................. 75
2.3.3.4 Ausgangskapazität .................................................................................................. 76
2.3.3.5 Induktivität.............................................................................................................. 76
2.3.3.6 Zusammenfassung der Strombelastungen............................................................... 76
2.3.3.7 Spannungsbeanspruchung der Leistungskomponenten .......................................... 77
2.3.3.8 Auswahl der Leistungskomponenten...................................................................... 78
2.3.3.9 Halbleiterverluste und Auslegung des Kühlkörpers ............................................... 86
2.3.4 Bestimmung der Gesamtverlustleistung........................................................... 88
2.4 SYSTEMDESIGN, REGELUNG, MESSERGEBNISSE........................................................ 92
2.4.1 Delta-Rectifier (Prototyp A) mit hybrider Regelung........................................ 92
2.4.1.1 Leistungsteil............................................................................................................ 93
2.4.1.2 Regelungs- und Schutzkonzept............................................................................... 94
2.4.1.3 Auslegung der Systemregler................................................................................... 95
2.4.1.4 Softwarekonzept für den Microcontroller (µC- Atmel AT90S8535) ................... 104
2.4.1.5 Experimentelle Ergebnisse zum Labormuster A .................................................. 106
Einbussen in der Stromqualität durch das multipliziererfreie Stromregelkonzept................. 111
2.4.2 Delta-Rectifier (Prototyp B) mit volldigitaler DSP-Regelung ....................... 112
2.4.2.1 Aufbau- und Systemkonzept des Prototyps B....................................................... 112
2.4.2.2 Auslegung einer volldigitalen DSP- Regelung (Prototyp B) ................................ 114
2.4.2.3 Implementierung der Regelung............................................................................. 120
2.4.2.4 Erweiterungen der Regelung für den Betrieb des Systems bei Phasenausfall ...... 129
2.4.2.5 Experimentelle Ergebnisse zum Labormuster B................................................... 135
2.4.3 Gesamtsystem mit DC/DC-Ausgangsstufe ohne Umschaltmöglichkeit der
Eingangsphase bei Phasenausfall.................................................................. 143
2.4.3.1 Regelungsstruktur des Gesamtsystems ................................................................. 143
2.4.3.2 Digitale Simulation des Gesamtsystems............................................................... 149
2.4.3.3 Stabiles Systemverhalten durch den Eingriff des Balancierreglers ...................... 157