Grundsätzliche Beziehungen zwischen Schaltungen nach Abschnitt 2 und Schaltungen nach Abschnitt 4

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1 niversität Stuttgart Institut für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe Prof. Dr.-Ing. Jörg Roth-Stielow Grundsätzliche Beziehungen zwischen Schaltungen nach Abschnitt 2 und Schaltungen nach Abschnitt 4 Strom und Spannung vertauschen ihre Rollen Abschnitt 2: Abschnitt 4: Drossel in Reihe zur Last glättet den Laststrom Kondensator parallel zur Last glättet die Lastspannung Entsprechungen bei den Bezeichnungen: Spannungsquelle mit weitgehend konstanter Spannung: Spannungsquelle mit variabler Spannung: E springende Spannung an Reihenschaltung von Glättungsdrossel und Last (E): e Stromquelle mit weitgehend konstantem Strom: I I Stromquelle mit variablem Strom: I II springender Strom durch Parallelschaltung von Glättungskondensator und Last ( I II ): i II Ruhezustand der Schaltungen: Alle Ventile sperren Alle Ventile leiten nzulässige Schaltzustände: Durch das Einschalten von Durch das Abschalten von Ventilen darf die Spannungsquelle nicht kurzge- I I nicht abgetrennt werden Ventilen darf die Stromquelle schlossen werden nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4 Blatt 1

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3 4.1.1 Das Analogon zum Tiefsetzsteller (vgl ) Treiben : V leitet; e= ; ( T g ) V sperrt; e = 0; ( T o ) E e Tg = = T + T g o Treiben : V sperrt; i II = I I ; ( T o ) V leitet; i = 0 II ; ( T g ) T III = iii = I o I T + T g o u 0 > II II, weil V sonst nie Strom übernehmen würde nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.1 Blatt 1

4 4.1.2 Das Analogon zum Hochsetzsteller (vgl ) V leitet; e= 0; ( T g ) Rückspeisen : V sperrt; e= ; ( T o ) V sperrt; i = 0 II ; ( T o ) Rückspeisen : V leitet; i II = I I ; ( T g ) T E= e = T T o I g + II iii II o = = T g T g + T u 0 > II II, weil V sonst nie Strom übernehmen würde o nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.1 Blatt 2

5 4.2.1 Zweiquadrantensteller mit Stromumkehr (Analogon: Zweiquadrantensteller mit Spannungsumkehr, vgl ) Treiben : V 1 und V 2 leiten; e = V 1 oder V 2 leitet; e= 0 Rückspeisen : V 1 und V 2 sperren; e= E + i > 0 e Treiben : V 1 und V 2 sperren; i II = V 1 oder V 2 sperrt; iii = 0 Rückspeisen : V 1 und V 2 leiten; i II = II III + II uii > 0 (sonst würden V 1 und V 2 nie Strom übernehmen) I I I I nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.2 Blatt 1

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7 4.2.2 Zweiquadrantensteller mit Spannungsumkehr (Analogon: Zweiquadrantensteller mit Stromumkehr, vgl ) ie > 0: V 2 sperrt dauernd i e < 0: V 1 sperrt dauernd Treiben : V 1 leitet; e = V 1 sperrt; e= 0 V 2 leitet; e= 0 Rückspeisen : V 2 sperrt; e= V 1 und V 2 dürfen nie gleichzeitig leiten (sonst Kurzschluss von ) nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.2 Blatt 2

8 uii > 0: V 2 ist ständig eingeschaltet Treiben : V 1 sperrt; i II = V 1 leitet; i = 0 II I I uii < 0: V 1 ist ständig eingeschaltet V 2 sperrt; i = 0 II Rückspeisen : V 2 leitet; i II = I I V 1 und V 2 dürfen nie gleichzeitig sperren (sonst Leerlauf von I I ) nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.2 Blatt 3

9 4.2.3 Vierquadrantensteller (Analogon: Vierquadrantensteller, vgl ) ie > 0: V 2 und V 3 sperren ständig Treiben : V 1 und V 4 leiten; e=+ V 1 oder V 4 leitet; e= 0 Rückspeisen : V 1 und V 4 sperren; e= ie < 0: V 1 und V 4 sperren ständig Treiben : V 2 und V 3 leiten; e= V 2 oder V 3 leitet; e= 0 Rückspeisen : V 2 und V 3 sperren; e=+ V1 und V2 dürfen nie gleichzeitig leiten, V3 und V4 dürfen nie gleichzeitig leiten sonst Kurzschluss von nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.2 Blatt 4

10 uii > 0: V 2 und V 3 sind ständig eingeschaltet Treiben : V 1 und V 4 sperren; i II =+ II V 1 oder V 4 sperrt; iii = 0 Rückspeisen : V 1 und V 4 leiten; i II = II uii < 0: V 1 und V 4 sind ständig eingeschaltet Treiben : V 2 und V 3 sperren; i II = II V 2 oder V 3 sperrt; iii = 0 Rückspeisen : V 2 und V 3 leiten; i II =+ II V1 und V2 dürfen nie gleichzeitig sperren, V3 und V4 dürfen nie gleichzeitig sperren sonst Leerlauf von I I nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.2 Blatt 5

11 4.3.1 Dreiphasiger Gleich- und Wechselrichter mit drei Zweigen (Analogon: dito, vgl ) Die beiden Ventile eines Zweiges dürfen nie gleichzeitig leiten! Sonst Kurzschluss von Einstellbare Spannungsraumzeiger bei symmetrischer Last nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.3 Blatt 1

12 Die drei Ventile einer Kommutierungsgruppe dürfen nie gleichzeitig sperren! Sonst Leerlauf von I I Einstellbare Stromraumzeiger bei symmetrischer Last 3 nterlagen zur Vorlesung Leistungselektronik 1 Abschnitt 4.3 Blatt 2