Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem
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Kapitel 2: Vergleich von PWM Gleichrichterkonzepten 85<br />
2.10 Zusammenfassung der Ergebnisse des Vergleichs der PWM<br />
Gleichrichterkonzepte<br />
In Tab.2.35 und Tab.2.36 sind die in diesem Abschnitt erarbeiteten charakteristischen<br />
Werte der Gleichrichterkonzepte übersichtlich dargestellt. Es stellt sich heraus, dass es<br />
Schaltungstopologien gibt, die einen Wirkungsgrad η größer 97% aufweisen (1S Boost,<br />
3S Boost, 1S DCM Boost, 12-Puls-Gleichrichter und VIENNA Rectifier) und Systeme<br />
mit einem Leistungsfaktor λ ≈ 1 bzw. einer Stromverzerrung THDI kleiner 7%<br />
(VIENNA Rectifier, Buck+Boost Rectifier, Minnesota Rectifier und Bidirektionaler<br />
Umrichter) gibt. Nur ein Konzept kann die Anforderungen an einen hohen<br />
Wirkungsgrad, geringe Stromverzerrung, guten Leistungsfaktor und hohe<br />
Leistungsdichte erfüllen – der VIENNA Rectifier.<br />
Die Systeme 1S Boost, 3S Boost und 3S DCM Boost können ihre Anwendung dort<br />
finden, wo die nachfolgende Konverterstufe eine auf einen konstanten Wert geregelte<br />
Eingangsgleichspannung unabhängig von Netzspannungsvariationen und/oder für<br />
Anwendungen bei weitem Eingangsspannungsbereich benötigt. Die Standards<br />
EN61000-3-2 und EN61000-3-4 können mit ihnen nicht erfüllt werden.<br />
Die beiden Systeme Minnesota Rectifier und 12-Puls-Gleichrichter können eine<br />
interessante Alternative für Anwendungen im Bereich der Luftfahrt sein, wo die<br />
Frequenz des Versorgungsnetzes bei 400 … 800Hz liegt und damit die Saugdrossel und<br />
die Glättungsinduktivitäten des 12-Puls-Gleichrichters bzw. der Transformator des<br />
Minnesota Rectifier für diese hohe Frequenz ausgelegt werden können, was massiv an<br />
Bauvolumen und Gewicht spart (Transformator-Wachstumsgesetz [41]).<br />
Für Anwendungen wo eine Ausgangsgleichspannung von Null bis zu einem beliebigen<br />
Wert der auch höher als die Netzspannung sein kann, bei Nennstrom versorgt werden<br />
muss (z.B. als Heizstromversorgung für Hochleistungsdruckmaschinen und<br />
Hochleistungsbatterieladegeräte), stellt der Buck+Boost Rectifier eine gute<br />
Realisierungsform dar. Er zeichnet sich durch sehr gute Eigenschaften am<br />
Versorgungsnetz aus, der Wirkungsgrad und die Leistungsdichte sind eher bescheiden.<br />
Der bidirektionale Umrichter wird seine Anwendung dort finden, wo die Rückspeisung<br />
von Energie aus dem Gleichspannungszwischenkreis in das Versorgungsnetz gefordert<br />
wird. Der bidirektionale Umrichter ist die einzige Topologie, die dies bewerkstelligen<br />
kann. Mit ihm lassen sich sehr gute Werte des Leistungsfaktors und der