Hallo, und zwar möchte ich die Leitverluste der Dioden und Thyristoren einer halbgesteuerten Brückenschaltung ermitteln. Der Zündwinkel beträgt 90 Grad, also pi/2. Das angehängte .jpg zeigt die Schaltung und meine Berechnungen.
Die Formel um die Verluste einer Diode zu bestimmen ist ja relativ einfach, man benötigt aber den Mittelwert des Stromes, welcher durch die Diode fließt. Ich habe dies mal für die Diode D2 gemacht, und den Stromverlauf durch diese Diode skizziert. Betrachte bitte den Graph mit iD2: Das rote ist weil in diesem Zeitraum ja der Thyristor T1 schaltet und dieser Strom über die Diode D2 zurückfließt. Die Zeitbereiche [0 , pi/2] und [pi , 3*pi/2] ergeben sich weil die Spule L ja als unendlich angenommen wird(Entladevorgang sehr langsam). Dann habe ich anhand dieses Graphen iD2 über wt den Mittelwert dieses Stromes berechnet und daraus dann den Verlust in dieser Diode D2.
Was meint ihr, ist das so korrekt?
Ich nehme an, UA soll Ausgangsspannung sein, also
die Spannung am Widerstand. Die kann dann aber nicht
pulsieren, wie in dein unteren Diagramm gezeigt, wenn
L gegen unendlich geht, die ist dann glatt.
Wenn L sehr groß, aber nicht unendlich, stellt sich irgendwann
ein fast konstanter Strom ein. Das bedeutet, der Strom durch
Thyristor und Diode ist auch konstant. Wenn man nun annimmt,
der Spannungsabfall von Thyristor und Diode ist 0,7V, haben
wir ständig einen Spannungsabfall von 1,4V. Entweder der
Strom fließt durch Thyristor und Diode, oder durch zwei
Dioden wenn beide Thyristoren abgeschaltet sind.
Also 40A mal 1,4V = 56W Verlustleistung.
Aber die Diode 2 führt ja im Bereich [3pi/2 , 2pi] keinen Strom, weil in diesem Bereich schaltet ja Thyristor 2 durch, dann fließt nur Strom über D1 und Thy2.
Also fließt durch diese Diode in dieser Zeit kein Strom, das muss ich dann doch beim Mittelwert des Stromes durch Diode 2 berücksichtigen. Oder verstehe ich etwas falsch?
Aber der Spannungsabfall ist doch nicht 0,7V sondern dort müsste man schon das Vf von der Angabe entnehmen. Und die Spannung Ua am Ausgang ist durch das große L auch nicht glatt sondern der Strom am Ausgang wird durch das L glatt. Bei unendlichem L ist dann der Strom rechteckförmig.
Außerdem leitet nicht jeder Thyristor ständig sondern diese wechseln sich ab, je nachdem ob die Eingangsspannung sich gerade in der positiven oder negativen Halbwelle befindet. Leider kenne ich die Antwort auf die Frage auch nicht hundertprozentig, aber ob deine Antwort @Günther L so stimmt bezweifle ich etwas...
Bei unendlichem L ist dann der Strom rechteckförmig.
Ja ist so, und bei dauernder Ansteuerung der Thyristoren,
also kein Phasenschnitt, arbeitet die Schaltung dann
einfach wie eine graetz Gleichrichterschaltung.
Und in der Zeit wo kein Thyristor angesteuert ist, also
bei Phasenschnitt, fließ der Strom dann durch beide Dioden
weiter, wie ein Freilauf.
Bei unendlichem L ist dann der Strom rechteckförmig.
Ja ist so, und bei dauernder Ansteuerung der Thyristoren,
also kein Phasenschnitt, arbeitet die Schaltung dann
einfach wie eine graetz Gleichrichterschaltung.
Und in der Zeit wo kein Thyristor angesteuert ist, also
bei Phasenschnitt, fließ der Strom dann durch beide Dioden
weiter, wie ein Freilauf.
Ja aber wenn Thyristor 2 durchschaltet fließt kein Strom über Diode 2 sondern alles über Diode 1. Also muss man diesen Zeitraum schon beim Mittelwert des Stromes von Diode 2 berücksichtigen. Und nicht einfach 40 A nehmen, weil ja T/4 garkein Strom fließt durch Diode 2 und 3T/4 fließen 40 A, also MW ist dann 30 A?
Mein Rechnungsbeispiel war für die Verlustleistung der
gesammten Schaltung, und nicht für eine einzelne Diode
oder einzelnen Thyristor. Diese Leistung verteilt sich
dann natürlich zeitlich auf alle Bauteile, je nach dem
wie lange da Strom durchfließt.
Und in der Zeit wo kein Thyristor angesteuert ist, also
bei Phasenschnitt, fließ der Strom dann durch beide Dioden
weiter, wie ein Freilauf.
Das verstehe ich nicht ganz. Annahme: Thyristor_1 ist durchgeschalten -> Strom fließt über Diode_2 und natürlich über Thyristor_1.
Wenn Thyristor_1 nun abgeschaltet wird(sich abschaltet), dann fließt im nächsten T/4 weiter Strom über die Diode_2, das ist mir klar. Aber warum fließt in dieser Zeit dann auch Strom über Diode_1 ??
Aber warum
fließt in dieser Zeit dann auch Strom über Diode_1 ??
Weil es einer Spule widerstrebt das sich der Strom
schnell ändert, sie will, daß der Strom weiter fließt
wenn die äußere Spannungsquelle abgeschaltet ist,
also wenn beide Thyristoren aus sind. Der Strom fließt
dann durch beide Dioden, durch den Widerstand und
der Spule. Damit haben wir wieder einen geschlossenen
Stromkreis. Durch die Thyristoren kann der Strom ja
nicht fließen, sie sind ja beide abgeschaltet.
Wenn die Zeit länger dauert, wird der Strom dann
langsam schwächer, bis er dann irgendwann null ist.
Wie lange das dauert hängt von der Induktivität der
Spule ab. Je größer die Induktivität ist, um so
länger dauert es.
Wie lange das dauert hängt von der Induktivität der
Spule ab. Je größer die Induktivität ist, um so
länger dauert es.
Wie könnte man die Induktivität L dimensionieren? Einfach über das Bauteilgesetz? Also:
$$u_L= L * \frac{Δi_\text{pp}}{Δt}$$
$$u_L= U_\text{Ausgang,mittelwert}$$
$$Δi_\text{pp} \text{ wird vorgegeben zb 10% vom Ausgangsstrom} --> 0.1*40A = 4A$$
Für Δt müsste man dann die Zeit nehmen, wo die Induktivität L auch wirklich geladen wird, da diese in einer Periode zweimal geladen wird müssen wir T/2 nehmen(wir benötigen nur einen Aufladevorgang) und weil der Thyristor mit einer Verzögerung von 90 Grad durchschaltet nochmal die Hälfte, also 0.5 * T/2.
Und so könnte man dann das geforderte L berechnen, oder funktioniert das nicht so?
Ja das weiß ich, aber ich habe ja genaugenommen keine konstante Spannung sondern eine "angeschnittene Sinus Halbwelle". Und wenn ich hier einfach den Mittelwert dieser Spannung nehme bekomme ich doch ein ungenaues, wenn nicht falsches Ergebnis?
B2HZ.jpg
(240 KB)
