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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Übertragungsfunktion der Zwischenkreisspannung beim Gleichrichter


Autor: Andreas ... (opirox)
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Hallo,

ich versuche, die Übertragungsfunktion eines gesteuerten dreiphasigen 
Gleichrichters aufzustellen, habe damit aber so meine Probleme.
Die Übertragungsfunktion wäre fein, um eine mögliche Regelung zu 
realisieren.

Der Gleichrichter sieht dabei folgendermaßen aus:
                  .----o----o-------o-------
                  |    |    |       |     
                  /    /    /       |     
     V1           |    |    |       |     
.---(~)---[L1]----o    |    |       |
|                 |    |    |       |     
|    V2           |    |    |       |     
.---(~)---[L2]----+----o    |      === C  
|                 |    |    |       |     
|    V3           |    |    |       |    
.---(~)---[L3]----+----+----o       |
                  |    |    |       |
                  /    /    /       |
                  |    |    |       |
                  .----o----o-------o-------

Die drei Schalter haben dabei jeweils eine parallele Freilaufdiode. 
Außerdem sind die Schalter gesteuert.

Was ich nun brauche ist die Zwischenkreisspannung Uc in Abhängigkeit der 
Eingangsspannung und -strom, sowie der Schaltsignale für die Schalter.

Kann mir hier bitte wer helfen?

Autor: Wolf (Gast)
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V1,V2,V3 sollen Wechselpannungen sein in Dreieck geschaltet?
Daraus ergeben sich L1 L2 L3.
V ist üblich das Kürzel für Halbleiter allgemein.

Wo sind dann die Gleichrichter?

3 Schalter!
Ich erkenne 6 Schalter.

Autor: Wolf (Gast)
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Korrigiere: Stern-Schaltung

Autor: Andreas ... (opirox)
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Jaja, 6 Schalter: drei unten, drei oben ;-)

V1-V3 sind sinusförmige Spannungen mit gemeinsamen Sternpunkt, der nicht 
geerdet ist.

L1 L2 und L3 sind netzseitige Drosseln, sorry wenn das nicht klar wurde 
(etwas verwirrende Namen, ja)

Autor: Wolf (Gast)
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>...gesteuerten dreiphasigen Gleichrichters..

Und wo soll ich diesen im "Schaltplan" entdecken?

Sollen die 6 Schalter vielleicht elektronische Ventile werden?

Autor: Andreas ... (opirox)
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Ich hab eben nichts, um einen "Schaltplan" auf die Schnelle zu zeichnen.

Jeder der Schalter sieht dabei so aus (IGBT mit antiparalleler Diode):

      |
      o----.
      |    |
     /    _|_
G --||    / \  D
     \     |
      |    |
      o----'
      |

Ich dachte das wäre klar, sorry wenn ich mich undeutlich ausgedrückt 
habe.

Autor: Wolf (Gast)
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>Ich dachte das wäre klar...

Und ich dachte ich hätte im Unterricht was mißverstanden.
Wo hast Du diese "Schaltidee" denn her und von welchen hier
vorkommenden und genannten Bauteilen kennst Du die Funktion?

Autor: toeffel (Gast)
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@wolf:
> Und ich dachte ich hätte im Unterricht was mißverstanden.
> Wo hast Du diese "Schaltidee" denn her und von welchen hier
> vorkommenden und genannten Bauteilen kennst Du die Funktion?

Ich weiß nicht, was Du für einen Unterricht besucht hast, aber diese 
"Schaltidee" ist nichts besonderes, sondern die Standard-Schaltung für 
einen netzseitigen Wechselrichter. Anwendungen: Als 'active front end' 
zur Bereitstellung einer (konstanten) Spannung, die größer ist als die 
des (passiv) gleichgerichteten dreiphasigen Wechselstromenetzes oder als 
Wechselrichter zur Netzeinspeisung (Stickwort: Solaranlage).

@Andreas:
Ich weiß nicht genau, was für einen Zusammenhang Du Dir wünscht. Aber 
hast Du Dich schon einmal mit einer feldorientierten Stromregelung bei 
Drehstrommaschinen befasst? Ganz ähnlich kannst Du Dein Problem angehen. 
Du brauchst einen unterlagerten "feldorientierten" Netzstromregler und 
einen überlagerter Regler für die Kondensatorspannung.

Autor: Wolf (Gast)
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@toeffel,
Mit der Diode, dem parallelen IGBT an der Wechselspannung nach einer 
Induktivität komme ich nicht klar, zumal auch die andere 
Kondensatorseite jeden Phasengang mitmacht.

Autor: toeffel (Gast)
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Lass mal zunächst den IGBT weg, dann hast Du eine (normale) 6-pulsige 
Gleichrichtung des dreiphasen Netzes. Die Drosseln sind dann einfache 
Netzvordrosseln.
Durch die zusätzlichen IGBTs bekommst Du Freiheitsgrade, d. h. du kannst 
durch die IGBTs gezielt einzelne Phasen über die Drosseln (z.B. für 
einige  hundert µs) kurzschließen und so den Drosselstrom ansteigen 
lassen. Die Drosseln "entladen" sich anschließend in den 
Zwischenkreiskondensator und lassen so die Kondensatorspannung über das 
Niveau der gleichgerichteten Spannung ansteigen.

Autor: Wolf (Gast)
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Hallo Andreas,
wieviele IGBTs hast Du simulatorisch verheizt?

Autor: Andreas ... (opirox)
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Hallo Wolf,

wie meinst du das?


Alles was ich brauche ist eine Funktion für die Zwischenkreisspannung. 
Kann mir da denn niemand helfen?

Autor: toeffel (Gast)
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> Alles was ich brauche ist eine Funktion für die Zwischenkreisspannung.

Wie sollen dann in die Funktion die Schalter/IGBTs eingehen? Willst Du 
eine Funktion in Abhängigkeit der 'duty cycle' der einzelnen Schalter? 
Oder willst Du mehrere Funktionen, also jeweils eine für jede 
unterschiedlich wirksame Schalterstellung? (Das wären dann sieben 
Funktionen)

Ich glaube, Du musst uns schon noch genauer sagen, was Du willst.

Du suchst eine Übertragungsfunktion. Eine Übertragungsfunktion 
beschriebt das Verhalten einer Strecke von einer (oder mehrerer) 
Eingangsgröße(n) zu einer (eventuell auch mehrerer) Ausgangsgröße(n).
Definiere doch mal die Eingangsgröße(n) und die Ausgagsgröße(n).

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