Grundlagen der Leistungselektronik. 1. Aufgabenstellung und Bedeutung

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1 Universität Stuttgart Institut für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe Prof. Dr.-Ing. J. Roth-Stielow ÜBUNGEN ZU ELEKTRISCHE ENERGIETECHNIK II Umdruck LE: Grundlagen der Leistungselektronik 1. Aufgabenstellung und Bedeutung / A E? D HE? D JA H Während die Erzeugung, Fortleitung und Verteilung der elektrischen Energie ebenso wie auch ein großer Teil des Verbrauchs im Allgemeinen mit Drehstrom konstanter Spannung (innerhalb verschiedener Spannungsebenen) und konstanter Frequenz (50 Hz oder 60 Hz) erfolgt, kommen bei bestimmten Verbrauchern oder Verbrauchergruppen auch andere Stromsysteme zur Anwendung. Auch dann, wenn die elektrischen Größen des Systems (z.b. Spannung oder Frequenz) zur Beeinflussung des Energieflusses variabel sein sollen, muss vom allgemeinen Drehstromsystem mit seinen konstanten Größen abgegangen werden. B " B B HE? D JA H 9 A? D I A I JH I JA A H B " B B / A E? D I JH I JA A H Aufgabe der Leistungselektronik ist die Umformung der elektrischen Energie vom gegebenen Stromsystem in das jeweils gewünschte, oft bei gleichzeitiger Bereitstellung von Eingriffsmöglichkeiten in den elektrischen Energiefluss. B " " " 9 A? D I A HE? D JA H B Zwischen den unterschiedlichen Dreh-, Wechsel- und Gleichstromsystemen (vgl. Umdruck I) können dabei folgende Umformungsaufgaben anstehen (in Anlehnung an DIN 41 50): - Gleichrichten (1 2) - Gleichstromstellen (2 3) - Wechselrichten (3 4) - Wechselstromstellen (4 1) - Umrichten (4 1) LE/1 LE/2

2 Beispiele für den Einsatz von Leistungselektronik für solche Umformungsaufgaben: a) Antriebstechnik: - Speisung von Drehstrommaschinen mit Drehspannungssystemen variabler Spannung und Frequenz (z.b. Elektrolokomotiven, Positionierantriebe) - Speisung von Gleichstrommaschinen mit variabler Gleichspannung für Anker- und Erregerkreis (z.b. Walzwerke, Straßenbahnen) b) Stromversorgungen: - Schaltnetzteile (z.b. in PCs) c) Haustechnik: - Dimmerschaltungen (z.b. für Raumbeleuchtung) Grundsätzlicher Aufbau leistungselektronischer Geräte Leistungselektronische Geräte, die eine der genannten Umformungsaufgaben erfüllen, können ihrem Aufbau folgend in drei Funktionsblöcke untergliedert werden: 1 B H JE I JA E 5 JA K A H C H A 5 JA K A H JA E A EI JK C I JA E - A HC EA BK I I d) Kraftfahrzeuge: - Elektronische Zündspule - Pulswechselrichter für elektrische Servolenkung - Gleich- und Wechselrichter für Starter-Generator-Betrieb - 12V/42V-Umsetzung im bivalenten Bordnetz Nahezu jedes moderne Elektrogerät und jede moderne elektrische Anlage bedient sich heute der Leistungselektronik 1. Leistungsteil: Der Leistungsteil greift direkt in den elektrischen Energiefluss ein. Er besteht aus einer anwendungsspezifischen Schaltung von Leistungshalbleitern (siehe Abschnitt 2. und Beispiele in 3.) sowie oftmals Energiespeichern (C, L), Schutzbeschaltungen und Filtern. 2. Steuerteil: Der Steuerteil übernimmt die signalseitige Ansteuerung der im Leistungsteil enthaltenen Leistungshalbleiter. Hierzu gehören beispielsweise Signalaufbereitung, Potentialtrennung und Fehlerüberwachung. 3. Informationsteil: Häufig ist dem Steuer- und Leistungsteil ein Informationsteil übergeordnet, der komplexere Steuerungs- und Regelungsaufgaben übernimmt (z.b. Drehzahlregelung eines Antriebs), daraus Steuergrößen errechnet und an den Steuerteil weiterleitet. LE/3 LE/4

3 2. Bauelemente der Leistungselektronik Elektronisch einschaltbares Einwegventil 2.1 Leistungshalbleiter Aus Verlustleistungsgründen dürfen mit denjenigen Halbleitern, die im Leistungsteil direkt in den Energiefluss eingreifen, nur Schaltfunktionen ausgeführt werden. Diese Bauelemente dürfen also grundsätzlich nur in den Zuständen möglichst ideal leitend (U 0) und möglichst ideal sperrend (I 0) betrieben werden. Jede andere Betriebsweise würde bei den vorkommenden hohen Strömen und Spannungen zur thermischen Zerstörung der Bauelemente durch die anfallende Verlustleistung (P U I 0) führen. Solche schaltenden elektronischen Bauelemente werden im Folgenden unabhängig von der tatsächlichen realen Ausführung durch einfache Symbole ersetzt. Dabei genügt es, sich auf drei Typen zu beschränken: Bauelemente dieses Typs können über die Steuerelektrode nur eingeschaltet werden. Sie bleiben auch nach Wegnahme des Einschaltsignals noch so lange leitend, bis der Ventilstrom durch äußere Einflüsse null wird. Wichtigste Vertreter: Thyristor 1 Funktion (idealisiert): - Einschalten : mittels Steuerstrom i G > 0 bei u AK > 0 E ) ) Ungesteuertes Einwegventil (Diode) - Halten : Hauptstromkreis bleibt nach dem Einschalten auch bei i G 0 geschlossen, sofern i A > 0 ( Selbsthaltung ) / E / K ) Funktion (idealisiert): - Leiten : i AK > 0, u AK 0 E ) K ) - Ausschalten : erfolgt nur dann, wenn bei i G 0 auch i A 0 wird. (i A 0 muss durch die Verhältnisse im Hauptstromkreis bewirkt werden) - Sperren : i AK 0, u AK < 0 Ausschalten mittels Steuerstrom i G < 0 bei i A > 0 ist nicht möglich Grenzdaten (Beispiele): U RRM 5000 V, I N 4000 A, U RRM 2000 V, I N 200 A, f max 50 Hz; f max 50 khz Eigenschaften (idealisiert): - im leitenden Zustand: u AK 0 ; i A > 0 - im sperrenden Zustand: i A 0 1 Kunstwort aus Thyratron und Resistor LE/5 LE/6

4 Grenzdaten (Beispiele): U DRM 8200 V, I N 2400 A, U DRM 2500 V, I N 2000 A, f max 50 Hz; f max 1..2 khz Elektronisch ein- und ausschaltbares Einwegventil Bauelemente dieses Typs sind über die Steuerelektrode sowohl ein- als auch ausschaltbar. Triac 2 Durch Antiparallelschaltung eines n-gate- und eines p- Gate-Thyristors mit gemeinsamer Zündelektrode entsteht ein Triac (Wechselstromthyristor). Der Triac stellt folglich nach dem Einschalten Strompfade für negative und positive Ströme zur Verfügung. Er wird oft für Dimmerschaltungen bei kleinerer Leistung eingesetzt. / ) Hinweis: Die beiden Steueranschlüsse im Symbol stehen lediglich für die Eigenschaft, ein- und ausschaltbar zu sein. In Wirklichkeit ist nur ein Steueranschluss vorhanden. Wichtigste Vertreter: Leistungs-MOSFET 3 (n-kanal), ) Funktion (idealisiert): E, Grenzdaten (Beispiel): U DRM 800 V, I N 8 A, f 50 Hz - Einschalten : u GS > 0 i D > 0, u DS 0 - Ausschalten : u GS < 0 i D 0 / K, 5 Grenzdaten (Beispiele): K / 5 5 U DSmax 1000 V, I DN 30 A, f max 100 khz; U DSmax 200 V, I DN 100 A, f max 50 khz IGBT 4 + Funktion (idealisiert): E + - Einschalten : u GE > 0 i C > 0, u CE 0 - Ausschalten : u GE < 0 i C 0 / K + - K / - 2 Kunstwort aus Triode und AC (Wechselstrom) LE/ 3 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 4 Insulated Gate Bipolar Transistor - LE/8

5 Grenzdaten (Beispiele): U CEmax 100 V, I CN 440 A, f max 20 khz Der GTO-Thyristor ist im Vergleich zu IGBT und MOSFET für deutliche höhere Leistungen, jedoch wesentlich niedrigere Schaltfrequenzen geeignet. Er wird daher beispielsweise in Elektrolokomotiven und bei Großantrieben eingesetzt. Bipolarer Leistungstransistor (BJT 5 ) Funktion (idealisiert): + - Einschalten : i B > 0 i C > 0, u CE 0 - Ausschalten : i B 0 i C 0 E + Grenzdaten (Beispiele): * E * K + - U CEmax 1400 V, I CN 1000 A, f max 5 khz U CEmax 1000 V, I CN 100 A, f max 50 khz - Aufgrund des großen Ansteueraufwands verliert der bipolare Leistungstransistor gegenwärtig stark an Bedeutung. GTO-Thyristor 6 ) Funktion (idealisiert): E ) - Einschalten : i G > 0 i A > 0, u AK 0 - Ausschalten : i G 0 i A 0 / K ) E / Grenzdaten (Beispiele): U AKmax 4500 V, I N 4000 A, U AKmax 6500 V, I N 1500 A, f max 1..2 khz f max 1..2 khz 5 Bipolar Junction Transistor 6 Gate-Turn-Off-Thyristor LE/9 LE/10

6 2.2 Bauformen Beispiele: Leistungshalbleiter sind heute für einen großen Leistungsbereich in standardisierten Bauformen erhältlich. Wegen der im realen Halbleiter anfallenden Verlustleistung (Schalt-, Leit- und Sperrverluste) ist schon bei kleineren Leistungen die Montage auf Kühlflächen vorgesehen: Beispiele für Gehäuseformen: Thyristor-Modul: zwei Thyristoren in Reihe geschaltet 1800 V, 2 A Wechselrichtermodul: sechs IGBTs mit Freilaufdioden in vollständiger Brückenschaltung ( Sixpack, hier geöffnet) 1200 V, 50 A TO-263 IGBT 1000 V 24A TO-24 MOSFET 1000 V 4,3 A ISOTOP Diode 400V, 2 x 30 A SINGLESWITCH IGBT 1200 V 300 A Für die Ansteuerung der Steuerelektrode von schaltbaren Leistungshalbleitern sind üblicherweise besondere Treiberschaltungen erforderlich. Mit ihnen werden die Schaltbefehle der übergeordneten Steuerung potentialgetrennt und an den Leistungstransistor angepasst. Beispiele: Für gängige Schaltungstopologien ist die Integration mehrerer Leistungshalbleiter in sogenannte Leistungsmodule üblich (nicht bei sehr großen Leistungen): Zweikanal-Gatetreiber (Concept) Gatetreiber-Optokoppler (Agilent Technologies) LE/11 LE/12

7 3. Beispiele leistungselektronischer Schaltungen 3.1 Wechselstromsteller mit Phasenanschnittsteuerung Ein ohmscher Verbraucher soll aus einem vorhandenen Wechselspannungsnetz konstanter Spannung und Frequenz mit einer im Bereich 0 U RL U S einstellbaren Wechselspannung gleicher Frequenz versorgt werden. Die Höhe der Ausgangsspannung U RL soll mit der Steuerspannung u st einstellbar sein. Anwendungsbeispiele: Helligkeitssteuerung von Glühlampen ( Dimmer ), Geschwindigkeitssteuerung bei kleinen Universalmaschinen Schaltungsbeispiel: K I J Funktion der Schaltung: Die Netzspannung u S kann durch Einschalten der beiden Ventile 1 und 2 an die Last angelegt werden. Ventil 1 übernimmt dabei positive und Ventil 2 negative Lastströme i RL. Der Effektivwert der am Verbraucher anliegenden Spannung kann dadurch verändert werden, dass die Ventile 1 und 2 nach dem Nulldurchgang der Netzspannung innerhalb der folgenden Halbschwingung erst verzögert eingeschaltet werden. Den dieser Verzögerungszeit entsprechenden elektrischen Winkel nennt man den Verzögerungswinkel α (mit 0 α π), das Steuerverfahren Phasenanschnittsteuerung (i. Allg. mit α 1 α 2 ). Für maximale Ausgangsspannung u RL u S ist α 1 α 2 0 einzustellen. Beispielhafte Zeitverläufe von u S und u RL : für α α 1 α 2 60 : für α α 1 α : K 5 K 4 9 A? D I A I JH I JA A H F F J M J F F J M J E 4 F F J M J F F J M J K 5 K I J 5 JA K A H C A H J K 4 4 Bemerkung: Bei kleinen Leistungen kann anstelle der beiden Thyristoren ein Triac verwendet werden. Das Ausschalten der nur einschaltbaren Ventile erfolgt dadurch, dass der Ventilstrom am Ende der entsprechenden Halbschwingung gleichzeitig mit der Spannung null wird (Stromrichter ohne Kommutierung). LE/13 LE/14

8 3.2 Steuerbarer Gleichrichter mit Phasenanschnittsteuerung K I J Ein Gleichstromverbraucher soll aus einem vorhandenen Drehstromnetz mit einer möglichst gut geglätteten Gleichspannung U d (und damit mit einem möglichst gut geglätteten Gleichstrom I d ) gespeist werden. Die Gleichspannung soll durch die Steuerspannung u st im Bereich 0 U d U dmax einstellbar sein. Es werden wiederum nur einschaltbare Halbleiterventile (Thyristoren) verwendet. Funktion der Schaltung: Durch Zünden der Ventile 1, 2 oder 3 kann an den Gleichstromverbraucher wahlweise die Spannung u S1, u S2 oder u S3 des Drehstromnetzes angelegt werden. Die gewünschte Steuerung des arithmetischen Mittelwerts U d der Ausgangsspannung lässt sich mit der vorliegenden Schaltung sehr einfach dadurch erreichen, dass die Einschaltzeitpunkte für die einzelnen Ventile gleichsinnig verschoben werden. Am Ausgang des Gleichrichters stellt sich die maximal mögliche Gleichspannung dann ein, wenn man jeweils die Sternspannung mit dem höchsten Augenblickswert zum Ausgang durchschaltet (Zündwinkel α 0): Anwendungsbeispiel: Speisung von Gleichstrommaschinen aus dem Drehstromnetz mit Schaltungsbeispiel: Dreipulsige Mittelpunktschaltung F J M J K 5 K 5 K 5 E Verzögertes Zünden der Thyristoren (α > 0) hat eine Verminderung des Mittelwertes der Ausgangsspannung zur Folge: K 5 K 5 K 5 E K I J 5 JA K A H C A H / A E? D I JH L A H > H K? D A H Beispiel: Zündwinkel α 30 F J M J K 5 K 5 K 5 LE/15 LE/16

9 Beim Zündwinkel α 90 ist der arithmetische Mittelwert der Ausgangsspannung null: Bei einem energieliefernden, aktiven Gleichstromzweipol (d.h. einem Zweipol mit U d < 0 und I d > 0) kann der Zündwinkel über 90 vergrößert und eine Spannung U d < 0 eingestellt werden. Die Schaltung arbeitet dann als Wechselrichter, der Energiefluss erfolgt vom Gleichstromzweipol zum Drehstromnetz. Beispiel: Zündwinkel α F J M J K 5 K 5 K 5 F J M Erläuterung der Kommutierung : Wie im Beispiel 3.1 werden auch hier nur einschaltbare Ventile (Thyristoren) eingesetzt. Allerdings erfolgt das Abschalten der Ventile nicht durch einfaches Abwarten des Stromnulldurchgangs (vgl. Beispiel 3.1). Stattdessen muss hier das Nullwerden des Ventilstroms auf andere Weise erreicht werden: Beispielhaft sei zum betrachteten Zeitpunkt Ventil 1 gerade leitend. Man zündet zusätzlich zum momentan leitenden Ventil 1 das in der Schaltfolge nächste Ventil 2, wobei für diesen Zeitpunkt für die Momentanwerte der Netzspannungen u S2 > u S1 gewährleistet sein muss. Aufgrund dieser höheren treibenden Spannung u S2 wird der Ausgangsstrom (induktiv eingeprägt) vom Ventil 1 auf das Ventil 2 wechseln ( kommutieren ), anschließend verlöscht Ventil 1. Dieser Kommutierungsvorgang gelingt hier nur, weil dem Strom ein Pfad höherer Potentialdifferenz bereitgestellt wird. Unter den Voraussetzungen der idealisierten Theorie geschieht dies schlagartig, in der Realität nimmt dieser Vorgang jedoch eine Kommutierungszeit in Anspruch. Voraussetzung für die andauernde Funktion dieses Kommutierungsverfahrens ist eine Eingangsspannung wechselnder Polarität (Wechselspannung). Stromrichtergeräte, die nach diesem Prinzip arbeiten, nennt man fremdgeführte Stromrichter (im Gegensatz zu selbstgeführten Stromrichtern mit ein- und ausschaltbaren Ventilen). K 5 K 5 K 5 Die Ausgangsspannung u d des steuerbaren Gleichrichters ist mit einer beträchtlichen Welligkeit behaftet und muss daher geglättet werden. Eine ideale Glättung ließe sich nur durch eine Glättungsdrossel L d unendlich großer Induktivität erreichen, daher muss in der Praxis eine Restwelligkeit der Ausgangsspannung U d am Gleichstromverbraucher (und damit des Ausgangsstromes I d ) toleriert werden. LE/1 LE/18

10 Wechselrichterbetrieb durch Stromumkehr ("Umkehrstromrichter") 3.3 Gleichstromsteller Häufig ist zur Umkehr des Energieflusses die Umkehr des Stromes erforderlich (z.b. bei Gleichstrommaschinen, die bei gleicher Drehrichtung als Motor und Generator betrieben werden sollen). Hierzu wird ein zweiter Stromrichter benötigt: Mit einem solchen Umkehrstromrichter ist ein Vierquadrantenbetrieb möglich, d.h. es können sowohl positive als auch negative Ausgangsströme und -spannungen eingestellt werden. Brückenschaltung 8 A H > H K? D A H Eine Verdopplung der Ausgangsspannung und geringere Welligkeit (jedoch wiederum nur positive Ausgangsströme I d ) können durch die Brückenschaltung erreicht werden: 1 11 Ein ohmisch-induktiver Verbraucher soll aus einer vorhandenen Gleichspannungsquelle mit der konstanten Spannung U 0 mit einer im Bereich 0 U V U 0 einstellbaren Gleichspannung versorgt werden. In den beiden vorangegangenen Beispielen stand jeweils eine eingeprägte Spannung periodisch wechselnder Polarität zur Verfügung, welche das Nullwerden der Ventilströme und damit das Ausschalten der Ventile bewirkte. Daher genügten beim Schaltungsaufbau die elektronisch lediglich ein-, aber nicht ausschaltbaren Ventile (Thyristoren). Im vorliegenden Beispiel sind diese Voraussetzungen nicht mehr gegeben, so dass ein- und ausschaltbare Ventile eingesetzt werden müssen (z.b. IGBTs oder MOSFETs). Anwendungsbeispiel: Erregerstromsteller in Kfz-Generatoren ( Lichtmaschinen ) Schaltungsbeispiel: Einquadrantensteller E K I J E 8 8 E. 4 K 4 8 A H > H K? D A H, K. I J 5 JA K A H C A H J K 8 K / A E? D I JH I JA A H 8 A H> H K? D A H LE/19 LE/20

11 Funktion der Schaltung: In der dargestellten Schaltung sind durch das Ein- und Ausschalten des Ventils V zwei Spannungszustände an der Last möglich: 1. V leitet, Schaltzustand Treiben : u V U 0 bzw. T T U U U g g V 0 0 Tg + To Tp U T V g T U T + T T g 0 g o p Übersetzungsverhältnis Die Diode D F sperrt, der Laststrom i V L steigt mit der Zeitkonstanten T R exponentiell an und strebt dem Endwert U i 0 Vmax zu. R E 8 Beispielhafte Darstellung des Strom- und Spannungsverlaufs an der Last für T g 0,5 T p : K 8 2. V sperrt, Schaltzustand Freilauf : 8 Nach Abschalten des Ventils V muss der Laststrom i V stetig weiterfließen (Induktivität L ) und kommutiert daher in den Freilaufkreis Diode D F leitet: E 8 6 F J u V 0 E 8, E 8 Der Laststrom i V nimmt exponentiell ab und strebt dem Endwert 0 zu. J Durch periodisches Ein- und Ausschalten des Ventils V ist eine Mittelwertsteuerung der an der Last anliegenden Spannung U V und damit des Stromes i V möglich. Um die hierbei auftretenden Stromschwankungen Δi V klein zu halten, ist die Schaltfrequenz ( Pulsfrequenz ) f p genügend groß bzw. die Periodendauer T p eines Schaltspiels genügend klein zu wählen. Bezeichnet man die Leitdauer des Ventils mit T g und die Sperrdauer mit T o, dann gilt für den arithmetischen Mittelwert der Ausgangsspannung U V : E J LE/21 LE/22

12 Ein solches Steuerverfahren nennt man Pulsen. Pulsförmige Ausgangsspannungen, die in schneller Folge diskrete Werte annehmen (hier: 0 und U 0 ), um über mehrere Pulsperioden einen gewünschten Mittelwert einzustellen (hier U V ), sind charakteristisch für Stromrichterschaltungen mit ein- und ausschaltbaren Ventilen. Man unterscheidet verschiedene Steuerverfahren (Modulationsverfahren), zum Beispiel: - Pulsweitenmodulation (PWM): T p konstant, T g variabel; 1 sehr verbreitet, z.b. fpwm 16 khz T - Pulsfolgesteuerung : T g oder T o konstant, T p variabel; selten p - Zweipunktregelung Δi konstant, T p variabel; oft bei Regelung innerer Systemgrößen (siehe Regelungstechnik II ) 3.4 Gesteuerter einphasiger Wechselrichter Ein ohmisch-induktiver Verbraucher soll aus einem vorhandenen Gleichstromnetz mit der konstanten Spannung U 0 mit einer konstanten Wechselspannung konstanter Frequenz versorgt werden. Im Gegensatz zum fremdgeführten Wechselrichter aus Beispiel 3.2 steht hier keine führende Wechselspannung zur Verfügung, die das Ausschalten der Ventile bewirken könnte, daher müssen beim Schaltungsaufbau ein- und ausschaltbare Ventile eingesetzt werden. Anwendungsbeispiel: Rückspeisewechselrichter bei modernen Elektrolokomotiven und -triebzügen Schaltungsbeispiel: K I J Selbstgeführter Wechselrichter in Brückenschaltung (Weitere Erläuterungen zu Modulationsverfahren in Leistungselektronik I ) A? D I A HE? D JA H 8 " 8 E 8 K 4 K 8 A H> H K? D A H 4 K 8 LE/23 LE/24

13 Funktion der Schaltung: Es sind mit der vorliegenden Schaltung vier Schaltzustände einstellbar, die drei unterschiedliche Ausgangsspannungen an der Last zur Folge haben: 1. V1 und V2 leiten, V3 und V4 sperren: Bemerkung: Nicht zulässig ist natürlich das gleichzeitige Einschalten von V1 und V4 bzw. von V2 und V3 (Kurzschluss der Gleichspannungsquelle, sog. heißer Zweig ) Die Dioden dienen hier wiederum zur Bereitstellung von Freilaufpfaden für den induktiv eingeprägten Laststrom, falls dieser entgegen der Richtung der jeweils momentan leitenden Ventile fließt. u V U 0 ( Speisen ) Der Laststrom i V steigt mit der L ZeitkonstantenT exponentiell an und R U strebt dem Endwert 0 R zu. K 8 Wie im Beispiel 3.3 kann auch hier durch schnelles Umschalten zwischen den Zuständen 1, 2, 3 und 4 in geeigneter Reihenfolge ( Pulsen ) ein gewünschter (z.b. sinusförmiger) mikroskopischer Mittelwert der Ausgangsspannung u V beliebiger Amplitude (< U 0 ) eingestellt werden. Voraussetzung für eine ausreichende Glättung des sich einstellenden Laststromes i V ist eine gegenüber der Pulsperioden- 2. V3 und V4 leiten, V1 und V2 sperren: dauer genügend große Zeitkonstante L R der Last. u V U 0 ( Rückspeisen ) Der Laststrom nimmt exponentiell ab und U strebt dem negativen Endwert 0 zu. R 3. V1 und V3 leiten, V2 und V4 sperren: K 8 Beispielhafter zeitlicher Verlauf der Ausgangsspannung u V und ihres geglätteten, mikroskopischen Mittelwerts u V bei Pulsweitenmodulation: K 8 K 8 u V 0 ( Freilauf ) J Der Laststrom (beliebiges Vorzeichen) klingt exponentiell ab und strebt dem Endwert 0 zu. K 8 4. V2 und V4 leiten, V1 und V3 sperren: u V 0 identisch mit Schaltzustand 3, Freilauf. LE/25 LE/26

14 Dreiphasen-Wechselrichter: Durch Hinzufügen einer dritten Ventilkombination erhält man einen Wechselrichter mit Drehstromausgang: Durch Zusammenschalten eines Gleichrichters und eines Wechselrichters entsteht ein Umrichter. In der Ausführung als Spannungszwischenkreisumrichter hat dieser folgenden Aufbau: 9 A? D I A H, HA D I JH A J I J J B I J J K I J/ / A E? D HE? D JA H / A E? D I F K C I M EI? D A HA EI K I J9 9 A? D I A HE? D JA H 9 A? D I A H, HA D I JH L HE > A BL HE > A LE/2