Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Prinzipschaltbild Umrichter


von Jojo (Gast)


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Ich versuche das Prinzipschaltbild eines Umrichters zu verstehen:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Umrichter#/media/Datei%3AThree_Phase_AC_AC_voltage_DC.jpg

Der rechte Teil als Wechselrichter ist mir klar, aber warum sind im 
linken Teil (Gleichrichter) auch IGBTs? Sollten die Dioden nicht 
reichen?

von M.N. (Gast)


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Synchrongleichrichter haben weniger Verluste als Dioden. Außerdem wird 
der Gerät so auch rückspeisefähig.

von jojo (Gast)


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Ah Ok.

Also wenn die Gates der IGBTs nicht angesteuert werden, dann müsste der 
Gleichrichter durch die (Body-) Dioden aber trotzdem funktionieren, 
oder?
Wenn dann die Gates dementsprechend angesteuert werden, dann leiten die 
IGBTs parallel zur Diode. Dann sind aber die Verluste geringer. Richtig?

Aber so kann ich den Ausgang des Gleichrichters doch noch nicht steuern 
(die Gleichspannung ein- / ausschaltbar machen)? Müsste ich denn nicht 
noch zwei zusätzliche IGBTs antiseriell in DC+ und DC- einschleifen?

Ich möchte gerne die Gleichspannung schalten und ggf. über PWM regeln.

von Maximilian W. (slash4321)


Angehängte Dateien:

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Bei dieser Prinzipschaltung handelt es sich um einen 
Spannungszwischenkreisumrichter.

Du hast schon richtig gesagt, wenn die IGBT des Gleichrichters 
ausgeschaltet sind handelt es sich um einen passiven 
Diodengleichrichter.
Dieser weist aber eine enorme Netzstromverzerrung auf und produziert 
Netzblindleistung. Des Weiteren hast du eine vom Netz vorgegebene 
Ausgangsgleichspannung.

Schaltet man nun IGBT oder MOSFET parallel zu den Dioden ist es möglich 
die Ausgangsgleichspannung zu steuern oder zu regeln. Mit dieser 
Gleichrichtertopologie kannst du aber die Ausgangsgleichspannung nur 
hochsetzen.
Außerdem ist es möglich mit einer geeigneten Ansteuerung (z.B 
Spannnungs-Raumzeigermodulation) den Netzstrom mit einem geringen 
Glättungsaufwand sinusförmig einzuprägen und die Netzblindleistung auf 
null regeln.
Das Blockschaltbild der Regelung befindet sich im Anhang.
Um das zu verstehen muss man sich erstmal mit der Raumvektordarstellung 
des Dreiphasensystems auseinandersetzen.
Kennst du dich mit der Park - und Clarke-Transformation aus ?

Das war die Kurzfassung was man mit der Schaltung alles so anstellen 
kann.

von Carsten R. (kaffeetante)


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jojo schrieb:
> Also wenn die Gates der IGBTs nicht angesteuert werden, dann müsste der
> Gleichrichter durch die (Body-) Dioden aber trotzdem funktionieren,
> oder?

IGBTs haben prizipiell zunächst keine Bodydioden. Aber häufig wird eine 
Diode extra im selben Package eingebaut.

Nun schaue man sich mal die Polrichtung an. Das hat nichts mit 
Synchrongleichrichter. Für den Zweck müßten die IGBTs in dieser 
Schaltung im Rückwärtsbetrieb laufen. Will man das?

http://www.elektronikpraxis.vogel.de/leistungselektronik/articles/385708/

Der skizzierte Schaltkreis kann in beide Richtungen arbeiten.

Allerdings könnte man mit entsprechender Ansteuerung, je nach Art der 
Induktivitäten, auch eine Phasenverschiebung nach hinten bewirken. Das 
läßt sich aber nicht so allgemein sagen, weil man dazu die Bauteiledaten 
kennen müßte.

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