Ein Vergleich von Netzpulsstromrichtern mit eingeprägtem Gleichstrom und eingeprägter Gleichspannung im Zwischenkreis

Der Anschluss von leistungselektronischen Schaltungen an das Drehstromnetz erfolgt immer häufiger über rückwirkungsarme Netzpulsstromrichter. In der Reihe von dreiphasig zweistufigen Pulsstromrichtern existieren zwei grundlegende Schaltungstopologien: Jene, welche eine Gleichspannung im Zwischenkreis erzeugt und jene, welche einen Gleichstrom im Zwischenkreis einprägt.

Anhand von IGBT-Pulsstromrichtern, die am Netz - also als Netzpulsstromrichter - betrieben werden, sind in dieser Arbeit Unterschiede aber vor allen Dingen auch Gemeinsamkeiten in der theoretischen Betrachtung sowie der Ansteuerung dieser beiden Schaltungstopologien beschrieben. Auf Basis dieser grundlegenden Überlegungen werden wesentliche Leistungsmerkmale dieser beiden Schaltungstypen analytisch wie auch experimentell gegenübergestellt. In diesem Rahmen werden Halbleiterverlustleistungen sowie Oberschwingungen auf der AC- wie auf der DC-Seite und daraus jeweils abzuleitende Bauteilaufwände für Leistungshalbleiter und passive Komponenten untersucht.

Außerdem werden grundlegende Regelungsverfahren für die beiden Stromrichtertypen vorgeschlagen und resultierende Simulations- wie auch Messergebnisse von Laborprototypen mit jeweils einer Nennleistung von 20 kW gegenübergestellt und diskutiert.