Weshalb werden beim Einsatz von Thyristoen in einem Stromrichter Kommutierungsdrosseln benötigt?
-Um den Strom (Id) durch den Thyrsitor zu begrenzen (di/dt (Stromanstiegsgeschwindigeit)-> kritisch)
Welche Größen bestimmen die Wechselrichtertrittgrenze?
-Steuerwinkel
-Kommutierungswinel
-Freiwerdezeit
-Schonzeit
Was bedeutet Freiwerdezeit?
-Nach unterschreiten des Haltestroms, benötigt Thyristor Zeit um ladungsfrei zu werden und damit komplett sperrrfähig zu sein
Was bedeutet Schonzeit?
= Freiwerdezeit*Sicherheitsfaktor (mind 1s)
-Freiwerdezeit/Schonzeit beinflusst den maximal möglichen Steuerwinkel α im Wechselrichterbetrieb bei Schaltnetzen
Was ist das “Wechselrichterkippen”?
-Kommutierung kann wegen zu großem Steuerwinkel im Wechslerichterbetrieb nicht mehr stattfinden
-> Thyristor bleibt stromführend und Id steigt rasch an
Welche Probleme gibt es bei Gleichstrommagnetisierung?
-Hub ∆B reduziert -> Sättigung diamagnetisches Material schneller erreicht
-Durch Luftspalt wird die HIB-Kennnlinie flacher (Scherung)
Was bedeutet “Regular Sampling”?
-Digitaler Vergleich Sinus <-> Dreieck
-Sinus wird mittels Stützstellen nachgebildet/angenähert (treppen Fkt.)
-Freiheitsgrad: Single edge - (Double-edge-) Verfahren
Erlären Sie den Begriff Totzeit.
-2 Thyristoren T1 und T2 in Reihe
- T2 nur dann schalten wenn T1 sicher sperrt -> sichere Leitzeit
-> Totzeit
Vergleichen Sie die durchlasverlsute eines IGBTs und eines MOSFETs.
-IGBT: Pd = Ucesatt * Ic * (~Ic) (Ucesatt ein wenig von Thyristor und Ic abhängig)
-MOSFET: Pd = (Id)^2 * RDsat * (~Id)^2
Was ist bei der Auswahl einer Drossel für einen Strom mit Gleichanteil zu beachten?
-Gleichstromvormagnetisierung
-Luftspaltdimensionierung
Vergleichen Sie die B2C-Schaltung und die B2H-Schaltung.
-B2C:
Rückspeisefähig
Blindlesitung größer als bei B2H
WR/GR
-B2H:
Blindleistung kleiner als B2C (α > 0°)
Kostengünstiger als M2C oder GR
Ansteueraufwand geringer als B2C
Welche kirterien sind bei der Dimensionierung einer Drossel auf der Lastseite eines Tiefsetzstellers zu beachten?
-Größe größer -> Stromwelligeit kleiner
-Gleichstromvormagnetisierung (Kern mit Luftspalt)
-Kern passend zu Schaltfrequenz auswählen
-Luftspalt dimensionieren
In welcher Größenordnung liegt die Totzeit?
-IGBT: 4,…,6 µs
-MOSFET: 2,…,3 µs
Wie funktioniert der Einrastmechanismus eines Thyristors?
A ——— p1--n1-p2-n2 ——— K
UGK > 0: p2,n2 beginnt zu leiten
Elektronen von n2->p2 -> weiter nach n1 =>negative Ladung von n1 -> Potentialdifferenz p1/n1 steigt
p1,n1 beginnt dadurch zu leiten
Löcher aus p1 -> p2 => p2 wird noch besser leitend
noch mehr Elektronen nach n1 => Effekt verstärkt sich
=> Tyristor wird leitend (= Einraststrom)
Was ist “Natural-Sampling”?
-Analoger Sinus-Dreieck-Vergleich zur PWM-Erzeugung
Was ist “Regular Sampling”?
-Vergleich Sinus Stufen mit Dreiecksignal
-> Mehr Feiheitsgrade als bei Natural-Sampling
Welche Blindleistungsarten gibt es bei netzgeführten Stromrichtern?
-Grundschwingungsblindleistung (= Phase zwichen Strom und Spannung, beides Grundschwingungen)
-Verzerrungsblindleistung (=Aufgrund von Oberschwingungen wegen blockförmigen Stromes)
Welche Vor- und Nachteile haben halbgesteuerte Stromrichter?
Vorteile:
Wenig Blindleistung α > 0°
Kostengünstig
B2H2 kann nicht kippen
Nachteile:
nur Gleichrichterbertrieb möglcih
Welche Vor- und Nachteile haben vollgesteuerte Stromrichter?
Gleich- und Wechselrichter Betrieb möglich
Aufwendiger als halbgesteuerte
Welche Abhilfe gibt es bei der Gleichstromvormagnetisierung?
-Durch Luftspalt wird Hub ∆B größer
Erläutern Sie die grundfrequenzschaltung am Beispiel eines dreiphasigen Wechselrichters.
-Prinzip Grundfrequenztaktung:
0 ≤ t ≤ T/2 -> Ein
T/2 ≤ t ≤ T -> Aus
-> Entqweder ein oder aus, nix Zwischenzustand
-3-phasig: Ansteuerung der 3 Phasen um T/3 = 120° versetzt -> Leitdauer Schaltelemente = T/2
-Treppenförmiger Spannungsverlauf
Erläutern Sie die Unterschiede zwischen halbgesteuerten und vollgesteuerten netzgefürhten Stromrichtern.
-Halbgesteuert:
2 dioden + 2 Thyristoren
α ≠ 0° -> Q < als vollgesteuert
Gleichrichterbetrieb
Kosten < vollgesteuert
-Vollgesteuert:
4 Thyristoren
Q > halbgesteuert
Gleich + Wechselstrombetrieb
Kosten > halbgesteuert
Beschreiben Sie das Pulssteuerverfahren. Erläutern Sie zudem die beiden wesentlcihen Methoden zur Erzeugung der Steuersignale.
-mehr als 2*Schalter pro Periode
-”Anpassung” an Wechselspannung
-Durch Natural- und Regular- Sampling
Was ist ideale Kommutierung?
-Strom springt schlagartig von einem auf den anderen Zweig
-Thyristor hat nur endliche Stromanstiegsgeschwindigkeit (di/dt < di/dt kritisch)
Was ist reale Kommutierung?
-Kommutierungsdrossel verhindert “Hochsprung”
Wie wirkt sich die reale im Vergleich zu der idealen Kommutierung aus?
-Verlust an Spannungszeitfläche durch Kommutierungsdrossel
Zuletzt geändertvor 2 Jahren