Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

50 Kapitel 2: Vergleich von PWM Gleichrichterkonzepten
P / W
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Transistoren
Freilaufdioden
Netzdioden
Induktivitäten
Transformator
Ausgangskond.
Eigenbedarf
Zusatzverluste
320V
400V
530V
(a)
P / W
160
Abb.2.26: Aufteilung der Verluste des „Minnesota Rectifier“ nach
Tab.2.17 für unterschiedliche Eingangsspannungen 320, 400 und 530V bei
einer Ausgangsleistung von 10.5kW (a) und für 166, 208 und 480V bei
5.25kW Ausgangsleistung (b).
140
120
100
80
60
40
20
0
Transistoren
Freilaufdioden
Netzdioden
Induktivitäten
Transformator
Ausgangskond.
Eigenbedarf
Zusatzverluste
166V
208V
480V
Die Hauptteile des Gleichrichtervolumens sind in Tab.2.18 aufgelistet und in Abb.2.27
grafisch dargestellt. Die resultierende Leistungsdichte beträgt ρ = 1.52kW/dm 3 , das
Leistungsgewicht nur ca. 470W/kg. Diese schlechten Werte resultieren direkt aus dem
großen Volumen und Gewicht des Niederfrequenztransformators, der mit 50Hz
betrieben wird. Das Konzept ist daher für 50/60Hz Netze nicht besonders interessant,
kann aber von Interesse bei Hochgeschwindigkeitsturbinen oder im Bereich der
Luftfahrt sein, wo die Speisefrequenz im Bereich 400Hz … 800Hz liegt und daher das
Transformatorvolumen und -gewicht entsprechend geringer ausfällt.
Kühlkörpertemperatur TH= 90 °C
Umgebungstemperatur TA= 50 °C
Benötigter Kühlkörper RTH= 0.191 °C/W
AAVID Typ S101/120PG
Thermischer Widerstand RTH= 0.189 °C/W
Kühlkörpervolumen VH= 0.480 dm 3
Lüftervolumen VF= 0.300 dm 3
Induktivitäten VL= 0.386 dm 3
Transformator VT= 4.400 dm 3
Ausgangskondensatorvolumen VC= 0.486 dm 3
Eigenstromversorgung, Leiterplatten, etc. Vaux= 0.750 dm 3
Steuerplatine Vcon= 0.100 dm 3
Gesamtvolumen V= 6.902 dm 3
Leistungsdichte ρ= 1.52 kW/dm 3
Tab.2.18: Berechnung der Leistungsdichte des „Minnesota Rectifier“.
(b)