Leistungselektronik

Die Leistungselektronik ist ein Teilgebiet der energetischen Elektrotechnik. Sie gewinnt zunehmend an Bedeutung wegen der wachsenden Anforderungen an das Schalten, Steuern und Umformen elektrischer Energie bei der Automatisierung der Produktion, bei der Entwicklung der industriellen Antriebstech nik. der Verkehrs-und der Energietechnik, der Nachrichten-und Konsumgütertechnik usw. Daher trägt die Leistungselektronik in Verbindung mit der Mikroelektronik und mit neuen leistungselektro nischen Bauelementen und schaltungstechnischen Lösungen zur Material- und Energieökonomie wesentlich bei. Um günstigste Ergebnisse beim Einsatz neuer leistungselektronischer Bauelemente sowie bei der Ent wicklung von Schaltungen, Geräten und Anlagen der Leistungselektronik zu erreichen, muß der dafür verantwortliche Ingenieur die Wirkungsweise aller Teile dieser Anlagen und ihr Zusammenwirken mit dem speisenden Netz, der Last und dem Informationsteil verstehen. Die dafür notwendigen Grund kenntnisse und Fähigkeiten soll das vorliegende Lehrbuch vermitteln. Fortschritte in der Leistungselektronik werden vor allem durch neue leistungselektroI11sche Bau elemente hervorgerufen, die sich dann auch wieder auf die Schaltungs-und auf die Informationsiechnik auswirken. Deshalb wird von den physikalischen Grundlagen und Besonderheiten des Einsatzes der für die Entwicklung moderner Stellglieder und Speisequellen notwendigen leistungs-Halbleiterbau elemente ausgegangen. Anschließend werden die Wirkungsweise und die Dimensionierung der mit diesen Bauteilen arbeitenden Stromrichterschaltungen behandelt. Dabei wird nach der Art der Löschung der Ventile in netz-und selbstgelöschte Schaltungen unterschieden, und es werden zahlreiche Anwendungs beispiele gegeben.

1. Einführung. - 1. 1. Einsatzgebiete der Leistungselektronik. - 1. 2. Grundprinzip der Leistungselektronik. - 1. 3. Stromrichteranlagen. - 1. 4. Entwicklung der Leistungselektronik. - 2. Halbleiterventile. - 2. 1. Physikalische Grundlagen. - 2. 2. Dioden. - 2. 3. Thyristoren, Triacs. - 2. 4. Leistungs-Schalttransistoren. - 2. 5. Technologie der Halbleiterbauelemente. - 2. 6. Meßverfahren. - 2. 7. Übungsaufgaben. - 3. Netzgelöschte Stromrichter und Wechselstromsteller. - 3. 1. Einführung. - 3. 2. Einpulsgleichrichter, Gleichrichtertransformator, Verschiebungsfaktor. - 3. 3. Zweipulsgleichrichter. - 3. 4. Dreipulsgleichrichter, induktiver Spannungsabfall. - 3. 5. Sechspulsgleichrichter und Gleichrichter höherer Pulszahl. - 3. 6. Netzgelöschte Wechselrichter, Umkehrstromrichter, netzgelöschte Wechselstromumrichter. - 3. 7. Wechsel-und Drehstromschalter und-steller. - 3. 8. Meßverfahren für netzgelöschte Stromrichter. - 3. 9. Übungsaufgaben. - 4. Selbst- und lastgelöschte Stromrichter. - 4. 1. Gleichstromsteller. - 4. 2. Selbstgelöschte Wechselrichter. - 4. 3. Lastgelöschte Wechselrichter. - 4. 4. Meßverfahren. - 4. 5. Übungsaufgaben. - 5. Steuerung der Stromrichter. - 5. 1. Einführung. - 5. 2. Steueralgorithmen netzgelöschter Stromrichter. - 5. 3. Steueralgorithmen selbstgelöschter Stromrichter. - 5. 4. Aspekte der schaltungstechnischen Gestaltung der Steuergeräte. - 5. 5. Schaltungstechnik ausgewählter Baugruppen von Steuergeräten. - 5. 6. Übungsaufgaben. - 6. Stromrichtergeräte und -anlagen. - 6. 1. Netzrückwirkungen. - 6. 2. Kurzschlußströme. - 6. 3. Schutzeinrichtungen, Funk-Entstörung, Parallel- und Reihenschaltung. - 6. 4. Gleichstromfilter. - 7. Antworten zu den Übungsaufgaben. - 8. Formelzeichen und Schaltzeichen. - 8. 1. Halbleiter-Leistungsbauelemente. - 8. 2. Stromrichterschaltungen. - 8. 3. Schaltzeichen. - 9. Literaturverzeichnis. - 10. Sachwörterverzeichnis.