Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

Kapitel 2: Vergleich von PWM Gleichrichterkonzepten 15
Die Wirkungsgradberechnungen erfolgen für Halbleiterbauelemente welche
ausschließlich auf Basis der technischen Daten ausgewählt wurden, da realistische
Preise für größere Stückzahlen nicht verfügbar sind. Beträgt die Sperrspannungs-
beanspruchung eines abschaltbaren Leistungshalbleiters (IGBT) 1200V so wird eine
Schaltfrequenz von 25kHz zugrunde gelegt, bei einer Sperrspannung von nur 600V
werden MOSFETs mit einer Schaltfrequenz von 50kHz gewählt.
Als Grundlage für eine Klassifizierung der Systeme dient die Einhaltung des Standards
für niederfrequente Netzrückwirkungen EN61000-6-3, der sich wiederum auf die
Standards EN61000-3-2, EN61000-3-4 und EN61000-3-12 bezieht. Der Hauptunter-
schied in den einzelnen Normen ist, dass die EN61000-3-2 Absolutwerte der
Harmonischen vorgibt, während die EN61000-3-4 und die EN61000-3-12 die
Grenzwerte der Oberschwingungen im Bezug zur Grundschwingung I(1) des Stroms
angeben. In Tab.2.1 sind zum Vergleich die Absolutwerte eines 10.5kW
Gleichrichtersystems mit einem angenommenen Wirkungsgrad von η = 96% und einem
Grundschwingungsverschiebungsfaktor cosϕ = 1 angegeben. Wegen der vergleichbaren
Werte der EN61000-3-4 und der EN61000-3-12 werden im Folgenden nur mehr die
EN61000-3-2 und die EN61000-3-4 in Betracht gezogen. Entsprechen die
Oberschwingungsströme der EN61000-3-4, so ist auch EN61000-3-12 erfüllt. Es ist
interessant zu erwähnen, dass die geradzahligen Harmonischen strengere Grenzwerte
aufweisen als die ungeradzahligen.
Bei der Ermittlung der Verluste der beteiligten Komponenten für die
Wirkungsgradprädiktionen wurden ausschließlich Datenblattwerte der verwendeten
Bauelemente herangezogen. Dies betrifft insbesondere die Leit- und Schaltverluste der
Halbleiter, die Eisenverluste der Induktivitäten und die Stromwärmeverluste der
Kondensatoren. Zusätzlich werden in den Verlustleistungsbilanzen ein Anteil Paux zur
Deckung des Leistungsbedarfs der Steuerplatine, der Lüfter und zur Ansteuerung der
Leistungstransistoren und ein Anteil Padd, zur Erfassung aller rechnerisch nicht
erfassten Verluste wie z.B. Verdrahtung, Überspannungs- und Spannungsanstiegs-
begrenzungsschaltungen, einbezogen.