Inhalt
- Allgemeine Grundlagen der Leistungselektronik: Schaltprinzip zurVerlustminimierung, prinzipbedingte Welligkeit, Charakterisierung vonDurchlass- und Schaltverlusten, erforderlicher Glättungsaufwand untergewählter Schaltfrequenz, Derating von Stromrichtern, Definition vonlückendem / nichtlückendem Strom, Kommutierung; Einteilung derStromrichter nach der Herkunft der Kommutierungsspannung- Leistungselektronische Bauelemente: Diode, Thyristor, Triac, Diac,MOSFET, IGBT, Funktionsprinzipien, Kennlinien sowie Kenn- undGrenzgrößen, Träger-Stau-Effekt (TSE), Sperrverzögerungsladung, TSE-Schutzbeschaltungen, Einordnung der Leistungshalbleiter je nachAnwendungszweck- Netzgeführte Stromrichter: Einweg-, Mittelpunkts- undBrückenschaltungen für ein- und mehrphasige Systeme, Ableitung derSteuerkennlinien und Darstellung der Strom- / Spannungszeitläufe fürunterschiedliche Belastungen (ohmsch, induktiv) mit derFallunterscheidung von lückendem und nicht lückendem Betrieb.- Leistungsbetrachtungen: Leistungsverhältnisse bei sinusförmigerSpannung und nichtsinusförmigem Strom, Einführung der erweitertenLeistungsbegriffe Grundschwingungsblindleistung,Grundschwingungsscheinleistung, Verzerrungsblindleistung, Auswirkungder Oberschwingungen auf die Verzerrungsblindleistung, Berechnungenüber die spektrale Analyse (Fourier-Reihe), Anwendung aufBetriebszustände netzgeführter Stromrichter bei verschiedenenSteuerwinkeln, Einschätzung der Netzrückwirkung, Gleich- undWechselrichterbetrieb (Umkehr Leistungsfluss).- Modellierung von Kommutierungsvorgängen: Ersatzschaltbilder für denKommutierungskreis, Bestimmung des Überlappungswinkels, ohmsch-induktiver Spannungsabfall infolge des Spannungszeitflächenverlustes,Wechselrichtertrittgrenze- selbstgeführte Stromrichter: DC-DC-Wandler ohne galvanische Trennungfür die Aufwärts- und Abwärtswandlung
Lernergebnisse
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden- Bauelemente der Leistungselektronik und deren Eigenschaften benennen- spezielle Stromrichterschaltungen und Fachbegriffe derLeistungselektronik wiedergeben- die Funktionsweise von leistungselektronischen Schaltungen verstehen- bestimmte netzgeführte und selbstgeführte Stromrichterschaltungenberechnen- Leistungselektronische Systeme analysieren- Erfordernisse für eine leistungselektronische Anlage beurteilen
Literatur
eigenes Skript zur Vorlesung.
J. Specovius. Grundkurs Leistungselektronik. Vieweg / Teubner, 2010.
N. Mohan, T.M. Undeland,, W.P. Robbins. Power Electronics. John Wiley & Sons, Inc., 2003.
M. Michel. Leistungselektronik. Springer, 2011.
K. Hofer. Moderne Leistungselektronik und Antriebe. VDE, 2009.
