Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

58 Kapitel 2: Vergleich von PWM Gleichrichterkonzepten
Zur Dimensionierung des Systems und Erstellung der Wirkungsgradprädiktion
(Tab.2.20) wurde folgende Spezifikation herangezogen (vgl. Abschnitt 2.1):
• Eingang (3~AC):
Außenleiterspannung nominell 400 … 480VAC (208…400VAC)
Außenleiterspannungsbereich 320 … 530VAC (166…480VAC)
• Ausgang (DC):
Nennausgangsspannung 397 … 658V (206 … 596V)
Nennausgangsleistung 10.5kW (5.25kW)
Ausgangsleistung PO= 10500 10500 10500 5250 5250 5250 W
Angenommener Wirkungsgrad η= 96.0 96.0 96.0 96.0 96.0 96.0 %
Angenommener Leistungsfaktor λ= 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98
Eingangsleistung PN= 10938 10938 10938 5469 5469 5469 W
Eingangsspannung UN,l-l= 320 400 530 166 208 480 V
Eingangsstrom IN,rms= 20.14 16.11 12.16 19.41 15.49 6.71 A
Ausgangsspannung UO= 397.1 496.4 657.8 206.0 258.1 595.7 V
Gleichrichterdiodenstrom ID,rms= 7.37 5.90 4.45 7.10 5.67 2.46 A
ID,avg= 4.59 3.67 2.77 4.42 3.53 1.53 A
IXYS VUO16 RD= 0.050 = = 0.050 = = Ohm
UD= 0.8 = = 0.8 = = V
Verluste der Gleichrichterdioden PD= 76.7 56.1 38.5 72.8 53.2 18.3 W
Glättungsdrossel L= 5 = = 5 = = mH
Glättungsdrossel @100°C RL= 0.030 = = 0.030 = = Ohm
Verluste der Glättungsdrossel PL= 20.9 13.4 7.6 19.4 12.4 2.3 W
Saugdrossel @ 100°C RA= 0.096 = = 0.096 = = Ohm
RB= 0.018 = = 0.0177 = = Ohm
RA+B= 0.132 = = 0.1317 = = Ohm
Kupferverluste PCu= 31.9 20.4 11.6 29.7 18.9 3.5 W
Eisenverluste PFE= 2.7 4.2 7.4 0.7 1.1 6.0 W
Verluste der Saugdrossel PL= 103.9 73.9 57.1 91.2 60.1 28.8 W
Ausgangskondensatorstrombelastung ICO,rms= 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 A
VISHAY 159 PUL-SI 330µF/450V 2 = = 2 = = Stk.
Ersatzserienwiderstand ESR= 0.46 = = 0.46 = = Ohm
Verluste der Ausgangskondensatoren PCO= 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 W
Zusatzverluste Padd= 30 30 30 30 30 30 W
Gesamtverluste P= 232.4 174.4 134.1 214.3 156.6 80.3 W
Wirkungsgrad η= 97.88 98.41 98.77 96.08 97.14 98.53 %
Tab.2.20: Verlustleistungsbilanz des „12-Puls-Gleichrichters“ für die
Ausgangsleistungen 10.5kW und 5.25kW und Eingangsspannungen in den
Bereichen 320…530V und 166…480V.
Abb.2.33 zeigt eine grafische Darstellung der Hauptanteile des Gleichrichtervolumens
nach Tab.2.21. Die Leistungsdichte ist mit ρ = 1.53kW/dm 3 sehr niedrig, der
Hauptvorteil des Systems liegt in der Robustheit, im Umstand, dass keine Regelung
notwendig ist und im hohen Wirkungsgrad von η = 98.41%. Auch ein EMV Filter ist