Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

Kapitel 2: Vergleich von PWM Gleichrichterkonzepten 19
Schaltfrequenz von fP = 25kHz gewählt. Die Harmonischen des Eingangsstroms mit
Ordnungszahlen n = 2…40 sind in Abb.2.4(b) gemeinsam mit den zulässigen
Grenzwerten nach EN61000-3-2 und EN61000-3-4 dargestellt. Mit dem „1S Boost“
kann keiner der beiden Grenzwerte eingehalten werden, da die ungeradzahligen
Harmonischen zu hoch sind. Geradzahlige Harmonische treten hingegen nicht auf.
Diese Schaltungsstruktur kann daher nur angewendet werden, wo die EN61000-3-2 und
EN61000-3-4 nicht verlangt werden.
Im Folgenden werden in Tab.2.3 die Berechnungsformeln für die mittleren und
effektiven Strombelastungen der Leistungshalbleiter präsentiert, um im Anschluss eine
Wirkungsgradprädiktion (Tab.2.4) des Systems durchführen zu können. Bei der
Ermittlung der Verluste der beteiligten Komponenten 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. Es werden rein
rechteckförmige Ströme unter Vernachlässigung des Stromrippels und eine konstante
Schaltfrequenz angenommen. Die Richtigkeit der Formeln wird mit der Simulation
überprüft.
I N(n) / A
10
1
IN(n) / A
0.1
0.01
3
2
1
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Frequenz f / kHz
1S Boost n = 2...40
Limit IEC61000-3-4
Limit IEC61000-3-2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Ordnung n der Harmonischen
Abb.2.4: Frequenzspektrum der Eingangsströme iN (a) und Harmonische
n = 2…40 im Vergleich zu den anwendbaren Grenzwerten nach EN61000-
3-2 und EN61000-3-4 (b) für eine Eingangsspannung von UN,l-l = 400V
und eine Ausgangsleistung von PO = 10.5kW für den „1S Boost“.
(a)
(b)