Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

Kapitel 2: Vergleich von PWM Gleichrichterkonzepten 57
R
L.
20°
C
N Ll
=
γA
W
W
= 23.
0 mΩ.
(2.16)
Bei einer angenommenen Erwärmung von ∆T = 80°C erhöht sich der
Wicklungswiderstand um den Faktor (1+α∆T) = 1.31, die maximalen Kupferverluste
betragen daher:
2
P , Cu,
100°
C = I LRL
, 20°
C
( 1+
∆T
) = 20.
93
L α W. (2.17)
Da der thermische Widerstand des verwendeten Kerns SU75b auch nicht verfügbar ist,
wird der thermischen Widerstand des seitens der mechanischen Abmessungen
vergleichbaren Kerns UI75B von RTH,Cu = 3.3K/W, für die Errechnung der Erwärmung
(∆TCu = 69.1°C) verwendet. Da die verhältnismäßig kleine Stromwelligkeit nur kleine
Änderungen der Flussdichte bewirkt, können die Kernverluste und damit die
Erwärmung zufolge der Kernverluste vernachlässigt werden. Bei einer
Umgebungstemperatur von TA = 50°C ergibt sich damit eine Temperatur von 119.1°C,
die durch forcierte Kühlung noch verringert werden könnte.
Das Volumen der fertig gestellten Glättungsdrossel LDC beträgt VL = 0.92dm 3 . Die
gleiche Induktivität kann so auch je Phase auf der Wechselstromseite des Gleichrichters
verwendet werden. Die Kupferverluste weisen dann durch die verringerte effektive
Strombelastung geringere Werte auf, jedoch können die Eisenverluste nicht mehr
vernachlässigt werden. Eine detaillierte Berechnung führt auf Gesamtverluste von
PL,AC = 19.92W (PL,Fe = 7.8W, PL,Cu = 12.16W). Die Erwärmung ist geringer, da die
Verluste geringer sind und der thermische Widerstand des Eisenkerns kleiner ist:
RTH,Fe = 1.12K/W, ∆T = 48.8°C.
Die Strommittel- und Effektivwerte der Leistungsdioden sind in Tab.2.19 aufgelistet,
und dienen als Grundlage der Dimensionierung und der Wirkungsgradprädiktion des
Systems. Für die Herleitung der Formeln wurden sinusförmige Versorgungsspannungen
angenommen, der Stromrippel in den Induktivitäten wurde vernachlässigt.
Netzströme:
Gleichrichterdioden:
I
N
PN
=
3U
λ
N
IO
I D,
avg =
6
I D,
rms =
2
I
N
2 cos
( π 12)
Tab.2.19: Strombelastung der Leistungskomponenten des 12-Puls-
Gleichrichters.