Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

230 Kapitel 9: Aspekte der praktischen Realisierung
∆Ψrms
∆B
rms = = 22.
2mT
= 222Gauss
.
NA
(9.5)
Fe
Wie eine detaillierte Analyse zeigt [11], treten beim gegenständlichen Dreiphasen-
Pulsgleichrichtersystem Rippelströme hauptsächlich bei der einfachen und doppelten
Schaltfrequenz (fP und 2fP) zu etwa gleichen Teilen auf. Nimmt man nun an, dass die
Kernverluste linear proportional zur Schaltfrequenz und quadratisch proportional zur
Flussdichte sind, reduzieren sich die Eisenverluste aufgrund der Tatsache ∆B1 = ∆B2 =
∆B/2, d.h.
3
4
2
2
2
PV , Fe ~ f1∆
B1
+ f2∆B2
= f P∆B
, (9.6)
mit fP = 25kHz, VFe = 21cm 3 und 2 rms 341Gauss
= ∆ = B
folgender Zahlenwertgleichung Eisenverluste von
.
P
Fe
⎛
⎜
≈ ⋅⎜
4 ⎜ 1.
1⋅10
⎜ 3
⎝ B
3 −13
2 2
+ 3.
1⋅10
f
9
7
6
P B
fP
3.
3⋅10
+ 2.
3
B
2.
5⋅10
+ 1.
65
B
B ˆ
(9.5) ergeben sich mit
⎞
⎟
⎟⋅V
⎟
⎟
⎠
Fe
=
2.
24W
(9.7)
Der Wicklungswiderstand beträgt bei einer Windungslänge lW = 7.54cm, einer HF Litze
20x0.355CuLL (i = 20, dN = 0.355mm)
lN
N ⋅lW
R N = =
2 = 49 mΩ .
d π
γ ⋅ A
N
N γ ⋅i
4
(9.8)
Die Kupferverluste der Eingangsinduktivität errechnen sich dann mit IN,rms = 19.85A
(Tab.3.2) und dem Wicklungswiderstand RN bei einer angenommenen Erwärmung von
∆T = 75°C zu
P N
2
V , Cu = I N , rms ⋅ R ⋅ ( 1+
α ⋅ ∆T)
= 24.
8W
. (9.9)
Damit ergeben sich Gesamtverluste von PV = PV,Cu + PV,Fe = 27.1W. Der thermische
Widerstand des bewickelten Kerns beträgt ohne forcierte Kühlung Rth = 5.4K/W, mit
forcierter Kühlung reduziert sich der Wert um einen Faktor 3…5. Die Erwärmung
beträgt dann:
1
T = PV
R = 48.
8K
, (9.10)
3
∆ th