Grundlagen der Leistungselektronik

MOSFETs) aufgenommen. Die vierte Auflage wurde 1989 wiederum iiberarbeitet und aktualisiert. Das gleiche gilt fUr die fUnfte Auflage von 1991 und die sechste von 1996. Berlin, im Juli 1996 K. Heumann Inhalt 1 Einflihrung und Defmitionen 1. 1 Entwicklungsgeschichte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 . . . . . . . . . . . 1. 2 Grundfunktionen von Stromrichtern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 . . . . . . . 2 Systemkomponenten 2. 1 Lineare Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2. 2 Halbleiterschalter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 . . . . . . . . . . . . . 2. 3 Netzwerksimulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 . . . . . . . . . . . . 2. 4 Nichtlineare Komponenten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 . . . . . . . . . . 2. 5 Simulationsprogramme fUr die Leistungselektronik. . . . . . . . . . . . 28 . . . 2. 5. 1 Beispiele fUr Simulationsprogramme. . . . . . . . . . . . . . . . 29 . . . . . 2. 5. 1. 1 NETASIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2. 5. 1. 2 NETOMAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2. 5. 1. 3 PSPICE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2. 5. 1. 4 SABER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2. 5. 2 Vergleich der Eigenschaften der Simulationsprogramme 31 3 LeistungshaIbleiter 3. 1 Halbleiterdioden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 . . . . . . . . . . . . . 3. 1. 1 Kennlinie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 . . . . . . . . . . . . . 3. 1. 2 Schaltverhalten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3. 2 Thyristoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 . . . . . . . . . . . . . . . 3. 2. 1 Kennlinie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 . . . . . . . . . . . . 3. 2. 2 Schaltverhalten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3. 2. 3 Thyristordaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 . . . . . . . . . . . . 3. 2. 4 Thyristorarten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3. 2. 4. 1 Zweirichtungs-Thyristortriode (TRIAC) . . . . . . . . . . 45 3. 2. 4. 2 Asymmetrisch sperrender Thyristor (ASCR) . . . . . . . 47 3. 2. 4. 3 RUckwiirtsleitender Thyristor (RLT). . . . . . . . . . . 47 . . . 3. 2. 4. 4 Gate-Assisted-Turn-Off Thyristor (GATT) . . . . . . . 47 . 3. 2. 4. 5 Abschaltthyristor (GTO) . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 . . . . . . 3. 2. 4. 6 Lichtgesteuerter Thyristor. . . . . . . . . . . . . . . . . 49 . . . . . 3. 2. 4. 7 Static-Induction-Thyristor (SITh). . . . . . . . . . . . . . . . 49 3. 2. 4. 8 MOS-Controlled Thyristor (MCT) . . . . . . . . . . . . 50 . . . 3. 3 Leistungstransistoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 . . . . . . . . . . . . 3. 3. 1 Bipolare Leistungstransistoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 . . . . . . .

1 Einführung und Definitionen. - 1. 1 Entwicklungsgeschichte. - 1. 2 Grundfunktionen von Stromrichtern. - 2 Systemkomponenten. - 2. 1 Lineare Komponenten. - 2. 2 Halbleiterschalter. - 2. 3 Netzwerksimulation. - 2. 4 Nichtlineare Komponenten. - 2. 5 Simulationsprogramme für die Leistungselektronik. - 3 Leistungshalbleiter. - 3. 1 Halbleiterdioden. - 3. 2 Thyristoren. - 3. 3 Leistungstransistoren. - 3. 4 Leistungsmodule. - 4 Beschaltung, Zündung, Kühlung und Schutzeinrichtungen. - 4. 1 Beschaltung. - 4. 2 Zündung. - 4. 3 Kühlung. - 4. 4 Schutzeinrichtungen. - 5 Schaltvorgänge und Kommutierung. - 5. 1 Schaltbedingungen in elektrischen Netzwerken. - 5. 2 Definition der Kommutierung. - 5. 3 Natürliche Kommutierung. - 5. 4 Zwangskommutierung. - 5. 5 Stromrichtertypen. - 6 Halbleiterschalter und -steller. - 6. 1 Halbleiterschalter für Wechsel- und Drehstrom. - 6. 2 Halbleitersteller für Wechsel- und Drehstrom. - 7 Fremdgeführte Stromrichter. - 7. 1 Netzgeführte Gleich- und Wechselrichter. - 7. 2 Netzgeführte Umrichter. - 7. 3 Lastgeführte Wechselrichter. - 8 Selbstgeführte Stromrichter. - 8. 1 Halbleiterschalter für Gleichstrom. - 8. 2 Halbleitersteller für Gleichstrom. - 8. 3 Selbstgeführte Wechselrichter. - 8. 4 Blindleistungsstromrichter. - 9 Netze für Stromrichter. - 9. 1 Eigenschaften elektrischer Netze. - 9. 2 Gleichstromnetze. - 9. 3 Wechsel- und Drehstromnetze. - 10 Belastungen für Stromrichter. - 10. 1 Widerstand, Induktivität und Kapazität als Last. - 10. 2 Innenwiderstand des Stromrichters. - 10. 3 Motorlast. - 10. 4 Batterielast. - 10. 5 Verzerrende Last. - 10. 6 Betriebsarten und Belastungsklassen. - 10. 7 Betriebsbedingungen. - 11 Energetische Verhältnisse. - 11. 1 Energiequellen. - 11. 2 Zeitlicher Verlauf der Leistung. - 11. 3 Stromrichtertypen. - 11. 4 Kupplung von Netzen. - 11. 5 Pulszahl. - 11. 6 Pulsfrequenz. - 11. 7Blindstromkompensation und Symmetrierung von Schieflast. - 11. 8 Verluste und Wirkungsgrad. - 12 Regelungstechnische Verhältnisse. - 12. 1 Begriffe und Benennungen. - 12. 2 Stromrichter als Stellglied. - 12. 3 Regelkreisglieder. - 12. 4 Interne Regelungen. - 13 Stromrichteranwendungen. - 13. 1 Anwendungsschwerpunkte. - 13. 2 Leistungsbereich. - 13. 3 Frequenzbereich. - 13. 4 Entwicklungstrends. - 14 Prüfungen.