1 Stromrichterschaltungen (Übersicht) Grundfunktionen von Stromrichtern Einteilung der Stromrichter nach der Art der Kommutierung..

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Stromrichterschaltungen (Übersicht) Grundfunktionen von Stromrichtern Einteilung der Stromrichter nach der Art der Kommutierung Netzgeführte Stromrichter Zweipuls Mittelpunktschaltung (M2 Schaltung) Ohmsche Last Ideale Glättung Allgemeine ohmsch induktive Last Gegenspannung im Lastkreis Netzgeführte Kommutierung Wechselrichterbetrieb Wechselrichterkippen Oberschwingungen und Netzrückwirkungen Oberschwingungen auf der Lastseite Ohmsche Last Ideale Glättung Oberschwingungen auf der Netzseite Ohmsche Last Ideale Glättung Netzrückwirkungen Blindleistung und Leistungsfaktor Ohmsche Last Ohmsch induktive Last Transformator Auslegung Gleichstrom Vormagnetisierung M2 Schaltung M3 Schaltung Transformator Bauleistung Dreipuls Mittelpunktschaltung (M3) M3 Schaltung mit Netztrafo in Dy Schaltung M3 Schaltung mit Netztrafo in Yz Schaltung

2 XII Inhaltsverzeichnis 2.6 Brückenschaltungen Zweipuls Brückenschaltung (B2 Schaltung) Sechspuls Brückenschaltung (B6 Schaltung) Gegenüberstellung von Mittelpunkt- und Brückenschaltungen Höherpulsige Schaltungen Sechspuls Mittelpunktschaltung (M6 Schaltung) Zwölfpuls Brückenschaltung Zwölfpuls Saugdrosselschaltung Höchstleistungs-Stellglieder, Beurteilungs-Kriterien Umkehrstromrichter Kreisstromfreie Gegenparallelschaltung Kreisstrombehaftete Kreuzschaltung H Schaltung Blindleistungssparende Schaltungen Schaltungen mit Freilaufdiode Halbgesteuerte Sechspuls Brückenschaltung (B6H Schaltung) Zu- und Gegenschaltung von Teilstromrichtern B6 Schaltung mit Hilfsthyristoren Halbgesteuerte Zweipuls Brückenschaltungen (B2H Schaltung) Folgesteuerung von Teilstromrichtern Löschbare unsymmetrische Brückenschaltungen Sektorsteuerung Löschbare unsymmetrische Brückenschaltung (LUB) Direktumrichter Trapezumrichter Einphasiger Trapezumrichter Mehrphasiger Trapezumrichter Frequenzelastischer Trapezumrichter Steuerumrichter Schaltungsvarianten des Direktumrichters Wahl der Umkehrstromrichter Schaltung der Last Schaltungsvarianten des Umrichters Frequenzbeschränkung beim Direktumrichter Auslegungskriterien Regelung der direktumrichter gespeisten Synchronmaschine Stationäres Flußmodell Dynamisches Flußmodell Stromregelkreise Trapezbetrieb Synchronmaschine Ausführungsbeispiele Matrixkonverter

3 Inhaltsverzeichnis XIII Prof. Dr. J. W. Kolar, Dr. F. Schafmeister, ETH Zürich Einleitung Konzepte dreiphasiger AC/AC Konverterschaltungen AC/AC Konverter mit Zwischenspeicher AC/AC Matrixkonverter Klassifizierung AC/AC Konverter mit Spannungszwischenkreis Grundfunktion Spannungskonversion und Raumzeigermodulation Stromkonversion Funktions Ersatzschaltbild AC/AC Konverter mit Stromzwischenkreis Grundfunktion Stromkonversion und Raumzeigermodulation Spannungskonversion Funktions Ersatzschaltbild AC/AC Umrichter mit Spannungszwischenkreis ohne Energiespeicher Grundfunktion Spannungsübersetzungsverhältnis Indirekter Matrixkonverter Ableitung der Schaltungsstruktur Spannungs- und Stromkonversion Raumzeigermodulation Funktions Ersatzschaltbild Vereinfachte Schaltungstopologien indirekter Matrixkonverter Sparse Matrix Converter Ultra-Sparse Matrix Converter Very-Sparse Matrix Converter Direkter Matrixkonverter Grundfunktion Schaltzustände Rotierende Strom- und Spannungsraumzeiger Feststehende Strom- und Spannungsraumzeiger Relation der Schaltzustände von CMC und IMC Raumzeigermodulation des CMC Mehrschrittkommutierung des CMC Erweiterungen der Matrixkonverter-Grundstrukturen Indirekte Dreipunkt-Matrixkonverter IMC mit nach Eingangsphasen getrennten Zwischenkreisen Matrixkonverter in Vollbrückenschaltung Hybride Matrixkonverter Diskussion Ausgangsspannungsbereich und Betriebseigenschaften

4 XIV Inhaltsverzeichnis Modulation Kommutierung Zwischenkreiskondensator und Ride-through EMV-Filter Verluste und Effizienz Komplexität der Schaltung und Realisierungsaufwand Kühlung und Baugrösse Regelung Stillstand und Gleichheit von Ein- und Ausgangsfrequenz Ausblick Untersynchrone Stromrichterkaskade (USK) Aufbau und Funktion Quasistationäre Regelung der untersynchronen Kaskade Die USK und Netzrückwirkungen Auslegung der untersynchronen Kaskade Asynchronmaschine mit Schleifringläufer Anlaßwiderstand Gleichrichterbrücke Wechselrichterbrücke Zwischenkreisdrossel Blindleistungskompensation Schaltspannungsschutz Vorfluten der Dioden Sonderausführungen Umschaltbare Kaskade Zwölfpulsige Ausführung Schaltungen bei Netzunterbrechungen und Netzumschaltungen Zusammenfassung Stromrichtermotor Prinzipielle Funktion Drehmomentverlauf Einfluß der Zwischenkreisdrossel Erregung der Synchronmaschine Steuerung und Auslegung Lastgeführte Kommutierung Auslegung des Systems Schonzeitregelung der Thyristoren Regelung des Stromrichtermotors Ausführungsbeispiel

5 Inhaltsverzeichnis XV 6 Selbstgeführte Wechselrichter mit eingeprägtem Strom (I Umrichter) Prinzipielles Systemverhalten Kommutierung des selbstgeführten Wechselrichters Auslegungsgang beim I Umrichter mit Phasenfolgelöschung Kritische Betriebszustände Beanspruchung der Umrichterelemente Kommutierungs Kondensator Thyristoren Dioden Kommutierungsdrosseln, Stufendrosseln Entlastungsschaltungen (TSE Beschaltungen) Umrichter mit Zusatzschaltung Auslegung der Einspeisung Netzgeführter Stromrichter Zwischenkreisdrossel Auslegung der Asynchronmaschine Betrieb mit Normmotoren Stern- bzw. Dreieckschaltung der Maschine Kleiner Stromhub Beanspruchung der Motorisolation Anwendungsbeispiele Steuer- und Regelverfahren Weiterentwicklungen der selbstgeführten I Umrichter I Umrichter mit abschaltbaren Bauelementen Schaltzustände im I Wechselrichter mit abschaltbaren Bauelementen Schaltentlastung für blockierfähige GTOs Kommutierungsvorgang Abschließende Bemerkungen Gleichspannungswandler (Gleichstromsteller) Prinzip des Gleichspannungswandlers (Tiefsetzsteller) Gleichspannungswandler mit nicht abschaltbaren Bauelementen Gleichspannungswandler Grundschaltung (Tröger Schaltung) Sperrspannungsfreie Gleichspannungswandler Schaltung Weitere Schaltungs Abwandlungen mit Löschkreis Gleichspannungswandler mit abschaltbaren Bauelementen Gleichspannungswandler Grundschaltung mit GCT/GTO Gleichspannungswandler mit GTO und RCD Beschaltung Schaltung mit zusätzlichem Spannungsbegrenzer Verlustfreie Entlastungsschaltungen nach Boehringer Verlustfreie Entlastungsschaltung (1) nach Boehringer

6 XVI Inhaltsverzeichnis Verlustfreie Auschalt Entlastung (2) nach Boehringer Verlustfreie Entlastungsschaltung (3) nach Boehringer Verlustfreie Entlastungsschaltung nach Marquardt Zusammenfassung Entlastungsschaltungen Grundlegende Steuerung und Regelung von Gleichspannungswandlern Pulsweitensteuerung Pulsfolgesteuerung Zweipunktregelung des Gleichspannungswandlers Gleichstromstellerschaltungen für Ein- und Mehr-Quadrant-Betrieb Motorischer Ein Quadrant Betrieb Generatorischer Ein Quadrant Betrieb Zwei Quadrant Betrieb mit Ankerstromumkehr Zwei Quadrant Betrieb mit Ankerspannungsumkehr Vier Quadrant Betrieb Interleaved Wandler Leistungsfaktor Korrektur Weitere Abwandlungen der Gleichstromsteller-Schaltungen Prof. Dr. M. Reddig, Augsburg 7.8 Dreiphasige Pulsgleichrichtersysteme Prof. Dr. J. W. Kolar und Thomas Friedli, ETH Zürich Einleitung Klassifizierung unidirektionaler dreiphasiger Gleichrichtersysteme Phasenmodulare Gleichrichter Y-Rectifier Δ-Rectifier Diskussion Direkt dreiphasige Pulsgleichrichtertopologien Systeme mit Hochsetzsteller-Charakteristik Systeme mit Tiefsetzsteller-Charakteristik Systeme mit Hoch- und Tiefsetzsteller-Charakteristik Dimensionierung der Leistungshalbleiter und EMV-Filterung Dimensionierung der Leistungshalbleiter Gegentakt- und Gleichtakt-EMV-Filter Vergleichende Gegenüberstellung Definition der Kennwerte Vergleich des Active Six-Switch Boost-Type PFC Rectifier, des Δ-Switch Rectifier und des Vienna Rectifier Vergleich des Active Six-Switch Buck-Type PFC Rectifier und des Swiss Rectifier Schlussfolgerungen

7 Inhaltsverzeichnis XVII 8 Selbstgeführte Wechselrichter mit eingeprägter Spannung (U Wechselrichter) Einführung Zweipunkt Wechselrichter Grundfrequenztaktung und Drehspannungssystem Spannungssteuerung Kommutierungsschaltungen U Umrichter mit variabler Zwischenkreisspannung Zweipunkt Wechselrichter mit Gleichstromsteller Ungesteuerte netzseitige Diodenbrücke Gleichstromsteller Zweipunkt Wechselrichter Funktionsweise Kommutierung des Wechselrichters mit Summenlöschung Netzgeführter Stromrichter als Einspeise Stellglied VSC zu Back to Back Umrichter (BBC) Grundlagen Zwischenkreis-Auslegung Ansteuerungen Regelung Kosten-Nutzen-Analyse FACTs-Konfiguration Simulationsverfahren Regelung - Realisierung PFC-Gleichrichter Sondereffekte Praktische Hinweise Pulsverfahren, Pulsweitenmodulation Randbedingungen Zweipunktregelung Pulsweitenmodulation Unterschwingungsverfahren Sinus Dreieck Modulation allgemein Sinus-Dreieck PWM mit Zwischenpulsverschiebung Injektion von Harmonischen in das Grundschwingungssignal Rechteck-Dreieck-Modulation Rechteck-Dreieck-PWM; Oberschwingungen Übermodulation Übersteuerung Raumzeigermodulation Übermodulation Raumzeigermodulation Prof. Dr. A. M. Khambadkone, The National University of Singapore PWM mit abgetastetem Sollwertsignal Direkte PWM Optimierte Pulsmustererzeugung Wechselrichter Spannungsfehler

8 XVIII Inhaltsverzeichnis 8.5 Mehrpunkt Wechselrichter Dreipunkt Wechselrichter, prinzipielle Funktion Nullpunkt Stabilisierung Spannungsbeanspruchung und Leistung Diode Clamped Wechselrichter, Realisierung Aktiver NP Wechselrichter Imbricated Mehrpunkt Wechselrichter L-FC-CI-Wechselrichter Kaskadierte Mehrpunkt Wechselrichter Hybride Mehrpunkt Wechselrichter Modulare Mehrpunkt-Umrichter (M2C) Prof. Dr. R. Marquardt, München Einleitung Eigenschaften und Grenzen der Grundschaltungen Grundlagen Modularer Mehrpunkt-Umrichter Steuerung der DC-Seite Dimensionierung der Halbleiter Fehlertoleranz und Redundanz Modulationsverfahren für Mehrpunkt Wechselrichter Blockbetrieb Mehrpunkt Wechselrichter Pulsweitenmodulation Mehrpunkt Wechselrichter Raumzeigermodulation, Mehrpunkt Wechselrichter Anwendungs Aspekte Multi-Level Topologien in der Hochleistungselektronik Dr. P. K. Steimer, ABB, Schweiz Halbleitertechnologie - Hochleistungselektronik Topologien für die Hochleistungselektronik Neutral-Point Clamped Topologien Flying Capacitor Topologien Aktive Neutral Point Multi-level Topologie Multi-level Umrichter, Zellen-Aufbau und Einspeisung Multi-level Umrichter, Zellen Aufbau Zusammenfassung und Ausblick Beschaltungs Minimierung Beschaltung Ausgangssituation Varianten mit IGCT und Si-Dioden IGBT Diode (MOSFET Diode) Messergebnisse eines IGBT MOSFET- und IGBT-Gatetreiber Dr. habil. R. Herzer, Semikron, Nürnberg Komponenten und Grundprinzipien eines leistungselektronischen Systems Grundlagen von Gatetreibern Ansteuerung und Schaltverhalten

9 Inhaltsverzeichnis XIX Integrierte Potentialtrennung und sekundärseitige Versorgung Gatetreiber mit galvanischer Isolation für mittlere und hohe Leistungen Gatetreiber mit erweiterter digitaler Signalverarbeitung für hohe Leistungen Gatetreiber für niedrige Leistungen ohne galvanische Isolation Grundlegende Konzepte und Funktionen hochspannungsfester Treiber-ICs (bis 1200V) Gatetreiber in PN-Isolation Gatetreiber in SOI-Technologie Gatetreiber mit Multi-Chip-Integration für 1200V Treiber- und IGBT/FWD-Inverter-Integration auf einem Chip (single chip inverter) Elektrische Belastung der Leistungshalbleiter beim Schalten Prof. Dr. H. G. Eckel, Dipl.-Ing. J. Böhmer, Rostock Elektrische Belastung der Leistungshalbleiter beim Schalten im normalen Betrieb Schaltbelastungen beim Abschalten von IGBT Schaltbelastungen beim Reverse-Recovery von Dioden Besondere Schaltbedingungen Elektrische Belastung der Leistungshalbleiter in Fehlerfällen Ausgangsseitige Kurzschlüsse auf der Gleichspannungsseite Ausgangsseitige Kurzschlüsse auf der Wechselspannungsseite Kurzschlussverhalten des IGBTs Kurzschlussverhalten von Dioden Kurzschlüsse im Umrichter Komponenten der Ansteuerschaltung zur Beherrschung der Kurzschlussfälle Schaltungsspezifische Belastungen der Bauelemente Prof. Dr. A. Lindemann, Dipl.-Ing. F. Grieger, Magdeburg Grundlagen Belastungen der Bauelemente in besonderen Betriebszuständen Zuverlässigkeit Schaltungsspezifische Belastungen Auslegung eines Drehstromantriebs mit Pulswechselrichter Bemessung der frequenzgesteuerten Asynchronmaschine Dimensionierung des Pulswechselrichters Pulsationsmomente Gleichspannungs Zwischenkreis Eingangsschaltungen und Bremsbetrieb Anwendungsbereiche der Pulswechselrichter Selbstgeführte Thyristor Wechselrichter mit Phasenlöschung Schaltung und Arbeitsweise Dimensionierung der Schaltung (Übersicht)

10 XX Inhaltsverzeichnis Grundgleichungen der Kommutierung Kommutierungsbedingung Thermische Belastung der Lastthyristoren Schalt- und Kommutierungsstromverluste Laststromverluste (Durchlaßverluste) Gesamte Verlustleistung in den Lastthyristoren Bestimmung der Kommutierungselemente Kriterien zur Auswahl der Kommutierungselemente Beschaltung von Leistungshalbleitern RCD Schutzbeschaltung mit Überlaufkondensator Einschaltvorgang Ausschalten großer Lastströme Ausschalten kleiner Lastströme Unsymmetrische Beschaltung Einschaltvorgänge Ausschalten großer positiver Lastströme Ausschalten großer negativer Lastströme Ausschalten kleiner Lastströme Symmetrische Schutzbeschaltung Einschaltvorgang Ausschalten großer Lastströme Ausschalten kleiner Lastströme Vergleich der Schutzbeschaltungen Abschließende Hinweise Auslegungsbeispiel für einen U Wechselrichter Einführung Orientierende Festlegung der Zwischenkreisspannung Weiterführende Überlegungen zur Bestimmung der Sperrspannung der Halbleiter Schutzkonzept eines U Umrichters Orientierende Festlegung des abzuschaltenden Stroms Weiterführende Überlegungen zum abschaltbaren Strom und zur Beschaltung Quervergleich der bisherigen Ergebnisse Auslegung des Zwischenkreiskondensators Sicherheitsfaktoren Verluste, Schaltfrequenzen, Kühlung Zusammenfassung Zusatzbeanspruchungen der Drehfeldmaschine Prof. Dr. A. Binder, Darmstadt Einleitung Spannungsreflexionen an den Maschinenklemmen Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen auf verlustfreien Maschinenzuleitungen bei Reflexionskoeffizienten r = ±

11 Inhaltsverzeichnis XXI Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen auf verlustfreien Maschinenzuleitungen bei Reflexionskoeffizienten r < Kritische Länge der Maschinenzuleitung Transiente Spannungsverteilung in der Maschinenwicklung Beanspruchung der Wicklungsisolierung bei Umrichterspeisung Umrichterbedingte Lagerströme in elektrischen Maschinen Gleichtaktspannung der Statorwicklung gegen Erde Entladeströme in den Lagern Kapazitive Umladeströme Hochfrequenter über die Lager fließender Kreisstrom Hochfrequenter Rotor Erdstrom Systemauslegung von umrichtergespeisten Drehstromantrieben bei großem du/dt Kapazitive Ladeströme der Maschinenzuleitungen Umrichterausgangs Filter Motoreingangsimpedanzen zur Reflexionsvermeidung Maßnahmen zur Verringerung oder Vermeidung von umrichterbedingten Lagerströmen Fehlerstromschutzschalter bei umrichtergespeisten Antrieben Resonant schaltentlastete Wandler Die Zellenstruktur der Gleichspannungswandler Resonante Schaltentlastung: Grundüberlegungen Einführung Nullspannungsschalter (ZVS) Nullstromschalter (ZCS) Quasi-resonante und multi-resonante Wandler Eine Gegenüberstellung Quasi-resonante Zellwandler Die quasi-resonanten Wandlerzellen in der Phasenebene Quasi-Resonant Zero-Voltage-Switching (QR ZVS) Quasi-Resonant Zero-Current-Switching (QR ZCS) Die Gleichungen aller quasi-resonanten Zellen Bewertung der quasi-resonanten Zellen Multi-resonante Zellwandler Die multi-resonante ZVS-Wandlerzelle im Phasenraum Die vier Betriebsmodi Resonante Brückenschaltungen Erweiterte Resonanz-Brückenschaltungen Serien-Parallel-Resonanz-Brückenschaltung (LCC) LLC Brückenschaltung Modulationsstrategien für Serien-Parallel Resonanz Wandler Analyse resonanter Schaltungen Serien-Resonanz-Wandler bei induktiver Betriebsweise (ZVS). 1179

12 XXII Inhaltsverzeichnis Serien-Parallel-Resonanz-Wandler mit kapazitivem Ausgangsfilter Serien-Parallel-Resonanz-Wandler bei induktiver Betriebsart (ZVS) Serien-Parallel-Resonanz-Wandler zur Ansteuerung von Hochspannungskaskaden Serien-Parallel-Resonanz-Wandler mit induktivem Ausgangsfilter bei optimierter Modulation Modellbildung im Frequenzbereich Modellbildung im Zeitbereich bei stationärem Betrieb Vergleich von Modellierungstechniken LLC Wandler LLCC-Resonanz-Brückenschaltung zur Ansteuerung piezoelektrischer Aktuatoren Zusammenfassung resonante Gleichspannungswandler Transient-resonante Gleichspannungswandler Einführung Die transient-resonanten Schalter Transient-resonante Zellwandler Transient-resonante Brückenwandler Dreiphasige resonante Wechselrichter Einführung Der ARCPI (Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter) Der NLRPI (Non Linear Resonant Pole Inverter) Der MACRDCLI (Modified Active Clamped Resonant DC Link Inverter) Der PRDCLI (Parallel Resonant DC Link Inverter) Zusammenfassung resonanter Dreiphasen Wechselrichter Leistungselektronische Blindleistungs Kompensation Einführung: Verbraucher Kompensation in Industrienetzen Spannungsstabilisierung in Übertragungsnetzen Blindleistungsquellen Synchronmaschinen Parallelkondensatoren Serienkondensatoren Dynamische Blindleistungsquellen Sättigbare Spulen Netzgeführte Stromrichter Stellglieder Thyristor geschaltete Kondensatoren Thyristor gesteuerte Spule (TCR) Herkömmliche Steuer- und Regelverfahren Weiterführende Überlegungen Stellglieder Selbstgeführte Stellglieder als Kompensator Weitere Überlegungen Prädiktive Signalverarbeitung Flexible AC Transmission Systems (FACTS)

13 Inhaltsverzeichnis XXIII Neuere Entwicklungen bei FACTs StatCom Prof. Dr. H. P. Nee, H. Xie and L. Ängquist, KTH, Stockholm, Sweden Introduction StatCom, Standard Solution Bus Voltage Response when the Resistive Load is Switched On Bus Voltage Response when the Resistive Load is Switched Off Remarks on Accentuated Phase Jumps Due to Reactive Power Support Cost Estimation Design of a Converter Interface Dual Thyristor Interface Topology System specifications and comparison method Method of cost estimation Capacitors as ES With thyristor converter interface With direct connection Supercapacitors as ES With thyristor converter interface With direct connection Batteries as ES With the thyristor converter interface With direct connection Cost comparison Capacitors as ES Supercapacitors as ES Batteries as ES Cost comparison with capacitors, supercapacitors, and batteries in one time frame Design and Analysis of a Controller Control system overview Active power compensation and dc-side voltage control Active Power Compensation Control of the ES Terminal Voltage u ES Control of the Voltage u C2 across Capacitor C Sondergebiete der Leistungselektronik Stromrichter für elektrische Triebfahrzeuge Dr. H.-G. Eckel, Siemens, Nürnberg Netzspannungen in der Traktion Traktion für DC-Netze Gleichstromsteller mit Gleichstrommotor Stromzwischenkreisumrichter mit ASM Spannungszwischenkreisumrichter mit ASM

14 XXIV Inhaltsverzeichnis Traktion für AC-Netze Antriebssysteme mit Wechselstrom- und Mischstrommotor Antriebssysteme mit Drehstrommotor Antriebssysteme für mehrere Netzspannungen Mehrsystemstromrichter für AC 15 kv und 25 kv Mehrsystemstromrichter für AC und DC 750 V / 1500 V Mehrsystemstromrichter für AC und DC 3000 V Mehrsystemstromrichter für AC, DC 3000 V und DC 1500 V Dieselelektrische Systeme Umrichtertechnik Leistungshalbleiter in der Traktion Three-Phase Active Filters for Power Conditioning Prof. Dr. H. Akagi, Tokyo Institute of Technology, Japan Introduction Voltage Harmonics in Power Systems Harmonic-producing loads Voltage THD and 5th-harmonic voltages Traditional Passive Filters Circuit configurations Consideration to installation Pure Active Filters for Power Conditioning Circuit configurations of shunt and series active filters Three-phase voltage-source and current-source PWM converters Three-phase pure active filters Trends in pure active filters Series Active Filters System configuration Operating principle Design and effect of switching-ripple filters Experimental results - Series Active Filters Hybrid Active Filters for Harmonic-Current Filtering Circuit configurations Experimental waveforms Low-Voltage Transformerless Hybrid Active Filters The 480 V hybrid active filter The 480 V pure active filter Design of the 480 V hybrid active filter Comparisons between the 480 V hybrid and pure filters The 400 V Hybrid Active Filter System configuration Start-up procedure Steady-state performance of the passive filter used alone Steady-state performance of the hybrid filter Transient-state performance of the hybrid filter

15 Inhaltsverzeichnis XXV Medium-Voltage Transformerless Hybrid Active Filters Practical Applications of Active Filters Application to harmonic-current filtering Application to voltage-flicker reduction Conclusions Elektronische Energiewandler für netzgekoppelte fotovoltaische Solarenergieanlagen Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Zacharias Einleitung Grundsätzliche Zielstellungen und Anforderungen Gestaltung der Energiewandlungskette DC/AC für FV-Systeme Situation bei den Halbleiterschaltern MPP-Tracking Schaltungstopologien für netzgekoppelte Fotovoltaik- Wechselrichter Wandlerstrukturen zur Erfüllung der netzseitigen Anforderungen Generatorseitige Anforderungen an PV-Wechselrichter Gütekriterien zur Einschätzung von Topologien zur Energiewandlung Netzintegration von fotovoltaischen Energielieferanten Dezentrale Spannungsregelung in Netzen Blindleistungskompensation Spitzenlastabsenkung, Flickerminderung und Versorgungssicherung Netzstützung im Fehlerfall Zusammenfassung Elektronische Betriebsgeräte für Lichtquellen Dr. F. Franck et al, Osram, München Einführung Lichterzeugung und Gliederung wichtiger Lichtquellen Grundlagen zum Betrieb von Entladungslampen Konventionelle Betriebsgeräte (Vorschaltgeräte) für (Hochdruck-) Entladungslampen KVG für Niederdruckentladungslampen Konventionelle Betriebsgeräte für Hochdruck-Entladungslampen Elektronische Betriebsgeräte für Entladungslampen Elektronische Betriebsgeräte für Hochdruck-Entladungslampen EVG für Niederdruckgasentladungslampen Elektronische Transformatoren für Niedervolt-Halogenglühlampen Vor- und Nachteile von EVG und KVG Solid State Lightning (SSL) Akustische Grundlagen zur Geräuschmessung F. Witzani, Osram, München Praktisches Messverfahren zur Bestimmung der akustischen Schallleistung

16 XXVI Inhaltsverzeichnis Ermittlung der Schallleistung aus dem mittleren Schalldruck in der Halbkugel Grundlegende Mechaniken der Schallerzeugung in elektrischen Komponenten Praktische Methode zur Schallleistungsmessung an elektrischen Komponenten Umsetzung einer Geräuschreduzierung mit messtechnischer Auswertung Schlussfolgerung Simulation von leistungselektronischen Schaltungen 1572 Variablenübersicht 1580 Literaturverzeichnis 1591 Allgemeine Literatur (Bücher) Netzgeführte Stromrichter Direktumrichter Matrixkonverter Untersynchrone Kaskade USK Stromrichtermotor I Umrichter Gleichspannungswandler Leistungsfaktor Korrektur Entlastungsschaltungen Dreiphasige Pulsgleichrichtersysteme U Umrichter Übermodulation Raumzeigermodulation Dreipunkt Wechselrichter Multi-Level Topologien in der Hochleistungselektronik Modulare Merpunkt Umrichter (M2C) MOSFET- und IGBT-Gatetreiber Schaltungsspezifische Belastungen der Bauelemente Elektrische Belastung der Leistungshalbleiter beim Schalten im normalen Betrieb Zusatzbeanspruchungen der Drehfeldmaschine Resonant schaltentlastete Wandler Spannungsstabilisierung Aktive Filter FACTS Traktions Antriebe Traktions Antriebe

17 Inhaltsverzeichnis XXVII Elektronische Energiewandler für netzgekoppelte fotovoltaische Solarenergieanlagen Elektronische Betriebsgeräte für Lichtquellen Simulation von leistungselektronischen Schaltungen Stichwortverzeichnis 1723

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