Leistungselektronik (eBook)

Professor Dr.-Ing. Manfred Michel studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität Berlin. Von 1956 - 58 war er dort Assistent am Lehrstuhl für Allgemeine Elektrotechnik. Als Entwicklungsingenieur bei der AEG Berlin von 1958 - 67 beschäftigte er sich mit leistungselektronischen Schaltungen zur Steuerung von Drehstrommotoren. 1968 kehrte er an die TU Berlin zurück, wo er seit 1971 als ordentlicher Professor für Allgemeine Elektrotechnik "Grundlagen der Elektrotechnik" und "Leistungselektronik" lehrte.

Inhalt 7
Einleitung 10
Grundbegriffe und Grundgesetze 13
Idealisierte Schaltungselemente 13
Berechnen von Zeitverläufen 15
Periodisches Schalten 18
Schalten -- Steuern 19
Eingeschwungener Zustand bei periodischem Schalten 20
Berechnen von Mittelwerten 21
Berechnen der Harmonischen 21
Darstellen der Leistung 26
Beispiel sinusförmige Spannung, nichtsinusförmiger Strom 27
Elektronische Ventile 34
Systematische Übersicht 34
Beispiele elektronischer Ventile 37
Leistungs-Halbleiterdiode 37
Thyristor 41
Abschaltthyristor 45
Bipolarer Transistor 48
MOS-Feldeffekttransistor 53
Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) 57
Anwendung elektronischer Ventile 59
Beschaltung elektronischer Ventile 60
Ansteuerung elektronischer Ventile 63
Kühlung elektronischer Ventile 67
Bestimmung der Verluste 68
Thermisches Ersatzschaltbild 70
Anwenden des thermischen Ersatzschaltbildes 73
Schaltungsübersicht und Stromübergang zwischen Ventilzweigen 85
Die Grundschaltungen der Leistungselektronik 85
Stromübergang zwischen Ventilzweigen 88
Grundprinzip 88
Stromübergang mit abschaltbaren Ventilen 91
Stromübergang mit idealem Schalter 94
Stromübergang ohne Überlappung 94
Zur Bedeutung des Begriffes Stromübergang 95
Beispiele zum selbstgeführten Stromübergang 96
WS/GS-Umrichter mit eingeprägtem Gleichstrom (WS/GS-I-Umrichter) 117
WS/GS-I-Umrichter mit einschaltbaren Ventilen 117
Netzgeführte WS/GS-I-Umrichter 117
Idealisierte Sechspuls-Brückenschaltung 117
Netzkommutierung bei der Sechspuls-Brückenschaltung 123
Eigenschaften an der WS-Schnittstelle 134
Doppel-Stromrichter, Mehrquadrantenbetrieb 141
Lastgeführte WS/GS-I-Umrichter 145
Schwingkreiswechselrichter mit Parallelkompensation 145
Stromrichter-Synchronmotor 149
Selbstgeführte WS/GS-I-Umrichter 150
WS/GS-I-Umrichter mit abschaltbaren Ventilen 153
WS/GS-Umrichter mit eingeprägter Gleichspannung (WS/GS-U-Umrichter) 169
WS/GS-U-Umrichter mit einschaltbaren Ventilen 169
Netzgeführte WS/GS-U-Umrichter 169
Idealisierte Zweipuls-Brückenschaltung 169
Stromübergang 171
Lastgeführte WS/GS-U-Umrichter 176
Selbstgeführte WS/GS-U-Umrichter 179
Selbstgeführter WS/GS-U-Umrichter mit Phasenfolgelöschung 180
Selbstgeführter WS/GS-U-Umrichter mit Phasenlöschung 181
WS/GS-U-Umrichter mit abschaltbaren Ventilen 182
Einphasige Wechselrichterschaltungen 182
Dreiphasige Wechselrichterschaltungen 184
Steuerverfahren zur Änderung der Ausgangsspannung 194
Steuerverfahren 196
Pulsbreitenmodulation 198
Bestimmen der Schaltwinkel über die Berechnungder Harmonischen 204
Raumzeiger-Modulation 212
Zweipunktregelung 213
Abweichungen von den ermittelten Pulsmustern 214
WS/GS-U-Umrichter am starren Netz 215
GS-Umrichter 239
Direkte GS-Umrichter 239
Tiefsetzsteller mit passiver Last 239
Tiefsetzsteller mit Gegenspannung 245
Hochsetzsteller mit Gegenspannung 246
Indirekte GS-Umrichter 247
Durchflusswandler 248
Sperrwandler 249
Anwenden von Resonanzschaltungen in GS-Umrichtern 249
Resonanz-Schaltentlastung bei einem Tiefsetzsteller 252
WS-Umrichter, Wechselstromsteller 262
Einschalten von Wechselstrom 262
Wechselstromsteller 263
Drehstromsteller 268
Rechenverfahren der Leistungselektronik 286
Berechnungen durch Simulation 286
Grundsätzliche Arbeitsweise eines Simulators 288
Beispiel für das Arbeiten mit einem Simulator 290
Zur Auswahl von Simulatoren 292
Formelzeichen, Indizes 295
Formelzeichen 295
Indizes 298
Literaturverzeichnis 300
Bücher 300
Dissertationen und Literatur zu Kapitel 3 300
Dissertationen und Literatur zu den Kapiteln 5 bis 9 301
Kurvenblätter als Hilfsmittel für das Lösen der Aufgaben zum Kapitel 5 303
Sachverzeichnis 305