Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

Kapitel 6: Eingangsstrombeobachtung 173
Die Eingangsinduktivitäten des Systems wurden mit Eisenpulverringkernen von
MICROMETALS Type T184-40 mit N1 = 72Wdg. und HF Litzendraht 20 x 0.355CuL
ausgeführt. Der ohmsche Wicklungswiderstand beträgt RL = 60mΩ bei 75°C. In
Verbindung mit dem Anfangsinduktivitätswert von L = 700µH ergibt sich die untere
Grenzfrequenz für induktives Verhalten von fL = 13.6Hz. Zur Entkopplung von der
Netzimpedanz wurden Filterkondensatoren mit der Kapazität von CF =1µF in
Sternschaltung netzparallel vorgesehen.
Mittelpunktsstrommessung
Der AC Stromwandler zur Mittelpunktsstrommessung muss für die dritte Harmonische
des Netzstroms dimensioniert werden. Die Amplitude dieser Harmonischen weist
typischerweise ca. 10% der Grundschwingungsamplitude des Netzstroms auf [6], das
sind im gegenständlichen Fall ca. 2A. Zusätzlich muss eine transiente
Gleichstromkomponente zur Symmetrierung der Ausgangsteilspannungen
berücksichtigt werden [3]. Für die detaillierte Dimensionierung sei auf [80] verwiesen.
Der Stromwandler wurde schließlich als Durchsteckwandler mit einer Primärwindung
(N1 = 1) und 100 Sekundärwindungen (N2 = 100), d.h. einem Übersetzungsverhältnis
von 100:1, und einem Ferritringkern EPCOS R23/9 realisiert. Es muss darauf Bedacht
genommen werden, dass durch das Hinzufügen des Stromwandlers die
Kommutierungsinduktivitäten im Leistungskreis nicht signifikant vergrößert werden, da
dadurch die transienten Überspannungen beim Ausschalten der Leistungstransistoren
zunehmen würden, was jedoch durch ein sorgfältiges Leiterplattenlayout sichergestellt
werden kann. Der Bürdenwiderstand (Abschlusswiderstand) auf der Sekundärseite des
Stromwandlers wurde so gewählt, dass sich eine Spannung von nur 100mV bei 10A
Primärstrom (1Ω) ergibt. Dies Auslegung erlaubt alternativ auch den Einsatz eines
Shunts anstelle des Stromwandlers (100mV / 10A = 10mΩ). Die nachfolgende
Verstärkung ist zweistufig aufgeführt (Q5 und Q6), um eine hohe Bandbreite garantieren
zu können.
Messung der Spannung der Eingangsinduktivitäten
Die Messung des induktiven Anteils der Spannung an den Eingangsinduktivitäten
erfolgt durch eine Zusatzwicklung mit zwei Windungen (N2 = 2), dies ergibt mit der
Primärwindungszahl von N1 = 72 ein Spannungsübersetzungsverhältnis von 36:1.