Computersimulation und rechnergestützte Systemanalyse der leistungselektronischen Komponenten (eBook)

Inhaltsangabe:Einleitung: Das Anliegen der vorliegenden Arbeit besteht darin, durch Simulationen am Rechner zum Verständnis der physikalischen-technischen Zusammenhänge einiger Grundschaltungen aus der Leistungselektronik beizutragen. Gleichzeitig wird der Umgang mit modernen Simulationstools geübt. Es wurden die Programme SIMPLORER und MATHCAD zum Aufbau eines virtuellen Labors benutzt, dessen Einrichtung stets ausbaufähig bleibt. Die physikalischen Zusammenhänge der Schaltvorgänge in der Leistungselektronik bereiten oft Verständnisschwierigkeiten, da es sich um Abläufe handelt, die relativ unanschaulich sind. Durch den Einsatz von Simulationsprogrammen können theoretische Kenntnisse am Rechner überprüft und so die Einflüsse unterschiedlichster Parameter auf das Verhalten der Schaltungen untersucht werden.Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: INHALTSVERZEICHNISII ABBILDUNGSVERZEICHNISIV TABELLEVERZEICHNISVII LISTE DER VERWENDETEN FORMELZEICHENVIII 1.EINFÜHRUNG1 1.1ALLGEMEINE ZIELSTELLUNG1 1.2AUFGABEN DER LEISTUNGSELEKTRONIK1 1.3PROGRAMME SIMPLORER3 1.4PROGRAMME MATHCAD5 2.GRUNDLAGEN DER LEISTUNGSELEKTRONIK6 2.1SCHALTUNGSELEMENTE6 2.1.1Ideale Ventile6 2.1.2Mechanische Schalter7 2.1.3Halbleiterschalter8 2.2SCHALTVORGÄNGE VON WECHSELSTRÖMEN10 2.2.1Einschalten einer RL-Reihenschaltung11 2.2.2Einschalten eines Reihenschwingkreises14 2.3KOMMUTIERUNG UND STROMÜBERGANG16 2.3.1Funktionsprinzip16 2.3.2Natürliche Kommutierung19 2.3.3Zwangskommutierung20 3.SIMULATION UND MODELLANALYSE26 3.1STRATEGIEN DER MODELLBILDUNG26 3.2NETZGELÖSCHTER STROMRICHTER27 3.2.1Drehstrombrückenschaltung - B628 3.2.2Zwölfpuls-Brückenschaltung35 3.3DIREKTUMRICHTER38 3.4.1Trapezansteuerung39 3.4.2Sinusansteuerung41 3.4.3Matrixumrichter43 3.4SELBSTGELÖSCHTER STROMRICHTER56 3.4.1Zweistufige Stromrichter mit Spannungszwischenkreis56 3.4.2Dreistufige Stromrichter mit Spannungszwischenkreis70 3.4.3Stromzwischenkreis-Stromrichter76 4.NEBENWIRKUNGEN DES STROMRICHTERS85 4.1EIGENSCHAFTEN MODULIERTER SIGNALE – PWM86 4.2STÖRUNG UND ENTSTÖRUNG VON IGBT-UMRICHTER95 4.2.1Gegentaktstörungen95 4.2.2Gleichtaktstörungen98 4.3DER EINSATZ VON FREILAUFDIODEN102 4.3.1Eine Freilaufdiode am Stromrichterausgang102 4.3.2Zwei Freilaufdioden zum Sternpunkt104 5.ZUSAMMENFASSUNG107 ANHANG109 A.1 MATHEMATISCHE RECHNUNG VOM RAUMZEIGER109 A.2 VERGLEICH VON VERSCHIEDENEN SIMULATIONSPROGRAMMEN 114 A.3 EIN- UND AUSSCHALTZEITEN VON RAUMZEIGERMODULATION [...]