Stromrichterschaltungen: Einführung in die Schaltungen netzgeführter Stromrichter

I Einführung.- 1 Elektrische Ventile.- 2 Bezeichnungen und Grundregeln.- II Netzgeführter Stromrichterbetrieb.- 3 Zweipulsige Mittelpunktschaltung.- 3.1 Wirkungsweise der zweipulsigen Mittelpunktschaltung.- 3.11 Stromführung der Ventile.- 3.12 Ohmsche Last (L = 0).- 3.13 Ideale Glättung (L = ?).- 3.14 Lückender Betrieb bei ohmsch-induktiver Last.- 3.15 Nichtlückender Betrieb bei ohmsch-induktiver Last.- 3.16 Betrieb an der Lückgrenze.- 3.17 Steuerkennlinien.- 3.18 Belastungskennlinie.- 3.2 Wirkung der Kommutierungsinduktivitäten bei idealer Glättung.- 3.21 Einfluß der Kommutierungsinduktivitäten auf den Zeitverlauf der Ströme.- 3.22 Belastungskennlinien und Steuerkennlinie mit Kommutierungsinduktivitäten.- 3.3 Reduktion der Streureaktanzen.- 3.4 Einfluß der Kommutierungsinduktivität bei unvollkommener Glättung.- 3.41 Lückender Betrieb bei unvollkommener Glättung.- 3.42 Nichtlückender Betrieb bei unvollkommener Glättung.- 3.43 Diskussion des Zeitverlaufes der Ströme und Spannungen.- 3.44 Belastungskennlinien.- 4 Zweipulsige Mittelpunktschaltung mit Freilaufventil.- 4.1 Wirkungsweise des Freilaufventiles.- 4.2 Zeitlicher Verlauf der Ströme.- 4.3 Steuerkennlinie.- 4.4 Strommittelwerte.- 4.5 Einfluß der Kommutierungsinduktivitäten bei idealer Glättung.- 4.51 Zwei Kommutierungsintervalle pro Halbwelle (? ? u0).- 4.52 Ein Kommutierungsintervall pro Halbwelle (? ? u0).- 4.53 Belastungskennlinien.- 5 Einphasiger Wechselstromsteller.- 5.1 Wirkungsweise des einphasigen Wechselstromstellers.- 5.2 Steuerkennlinien.- 6 Mittelpunktschaltungen mit der Pulszahl p.- 6.1 Wirkungsweise der Mittelpunktschaltungen mit der Pulszahl p.- 6.11 Zündzeitpunkt und Schaltungswinkel.- 6.12 Ohmsche Last.- 6.13 Ideale Glättung.- 6.14 Ohmsch-induktive Last.- 6.2 Steuerkennlinien und Belastungskennlinien.- 6.21 Steuerkennlinien bei verschiedener Belastung.- 6.22 Belastungskennlinien.- 6.3 Einfluß der Kommutierungsinduktivitäten bei idealer Glättung.- 6.31 Einfache Kommutierung.- 6.32 Belastungskennlinien bei einfacher Kommutierung.- 6.33 Grenze zwischen einfacher und mehrfacher Kommutierung.- 6.34 Ströme und Spannungen bei mehrfacher Kommutierung und idealer Glättung.- 6.35 Vollständige Belastungskennlinie der dreipulsigen Mittelpunktschaltung mit gesteuerten Ventilen bei Vollaussteuerung.- 6.36 Vollständige Belastungskennlinie der dreipulsigen Mittelpunktschaltung mit ungesteuerten Ventilen.- 6.4 Einfluß der Kommutierungsinduktivitäten bei unvollkommener Glättung.- 6.41 Zeitverlauf der Ströme im lückenden Betrieb bei unvollkommener Glättung.- 6.42 Zeitverlauf der Ströme im nichtlückenden Betrieb bei unvollkommener Glättung.- 6.43 Belastungskennlinien im Bereich einfacher Kommutierung bei unvollkommener Glättung.- 6.44 Näherungsweise Berechnung der Belastungskennlinien im Bereich einfacher Kommutierung bei unvollkommener Glättung und nichtlückendem Betrieb.- 6.45 Vollständige Belastungskennlinien bei unvollkommener Glättung.- 6.5 Ventilströme.- 6.51 Mittelwert.- 6.52 Effektivwert.- 7 Saugdrosselschaltungen.- 7.1 Zeitverlauf der Ströme und Spannungen bei Vollaussteuerung.- 7.11 Parallelarbeit dreipulsiger Stromrichter.- 7.12 Saugdrosselspannung und Gleichspannung.- 7.13 Saugdrosselstrom und Sternpunktströme.- 7.14 Ventilströme.- 7.2 Betrieb im kritischen Bereich.- 7.21 Saugdrosselspitze.- 7.22 Ungesteuerter Betrieb im kritischen Bereich.- 7.23 Kennlinienverlauf im kritischen Bereich.- 7.3 Einfluß der Kommutierungsinduktivitäten (Belastungskennlinien).- 7.4 Höherpulsige Saugdrosselschaltungen.- 8 Brückenschaltungen.- 8.1 Gemeinsame Eigenschaften der Brückenschaltungen.- 8.2 Vollgesteuerte Zweipulsbrücke.- 8.3 Halbgesteuerte Zweipulsbrücke mit einem ungesteuerten Brückenzweig.- 8.4 Halbgesteuerte Zweipulsbrücke mit einem ungesteuerten Ventilstern.- 8.5 Vollgesteuerte Sechspulsbrücke.- 8.51 Betrieb bei ohmscher Last.- 8.52 Betrieb bei ohmsch-induktiver Last.- 8.6 Einfluß der Kommutierungsinduktivitäten bei der Sechspulsbrücke (ideale Glättung).- 8.61 Vorgänge im ersten Arbeitsbereich (einfache Kommutierung).- 8.62 Vorgänge im zweiten Arbeitsbereich (spontane Zündverzögerung).- 8.63 Vorgänge im dritten Arbeitsbereich (doppelte Kommutierung).- 8.7 Halbgesteuerte Sechspulsbrücke mit einem ungesteuerten Ventilstern.- 8.71 Steuerbereich 0 ? ? ? ?/3.- 8.72 Steuerbereich ?/3 ? ? ? ? (FreilaufWirkung).- 8.73 Steuerkennlinien.- 8.8 Erhöhung der Pulszahl durch Kombination mehrerer Brückenschaltungen.- 9 Wechselrichterbetrieb.- 9.1 Allgemeine Aussagen zum Wechselrichterbetrieb.- 9.11 Voraussetzungen für den Wechselrichterbetrieb.- 9.12 Vereinfachungen.- 9.2 Schaltungsreduktion bei idealer Glättung.- 9.3 Wechselrichterbetrieb bei idealer Glättung und ohne Kommutierungsinduktivitäten.- 9.31 Steuerkennlinien und Symmetrie-Eigenschaften des Wechselrichterbetriebes.- 9.32 Wechselrichtertrittgrenze ohne Kommutierungsinduktivitäten.- 9.33 Gleichstromverlauf beim Wechselrichterkippen ohne Berücksichtigung der Kommutierungsinduktivitäten.- 9.4 Wechselrichterbetrieb der p-pulsigen Mittelpunktschaltung mit Kommutierungsinduktivitäten bei idealer Glättung.- 9.41 Zeitverlauf der Ströme und Verlauf der Belastungskennlinien im Wechselrichterbetrieb bei einfacher Kommutierung.- 9.42 Einfluß der Kommutierungsinduktivitäten auf die Wechselrichtertrittgrenze.- 9.43 Grenze zwischen einfacher und mehrfacher Kommutierung.- 9.44 Vollständige Belastungskennlinien der dreipulsigen Mittelpunktschaltung.- 9.5 Wechselrichterbetrieb der sechspulsigen Brückenschaltung mit Kommutierungsinduktivitäten bei idealer Glättung.- 9.6 Einfluß der realen Ventileigenschaften auf die Wechselrichtertrittgrenze.- 9.61 Freiwerdezeit und Schonzeit.- 9.62 Wechselrichterkippen unter Berücksichtigung der Kommutierungsinduktivitäten und der Schonzeit.- III Stromrichter für Gleichstromantriebe.- 10 Gleichrichterbetrieb und Wechselrichterbetrieb mit Gegenspannung.- 10.1 Allgememe Aussagen über den Stromrichterbetrieb mit Gegenspannung.- 10.11 Leistungsquadranten.- 10.12 Betriebskennlinien.- 10.2 Wirkungsweise des Stromrichterbetriebes mit Gegenspannung bei kleinen Gleichströmen.- 10.21 Betrieb bei unwirksamer Steuerung (spontane Zündverzögerung).- 10.22 Betrieb bei wirksamer Steuerung.- 10.23 Betrieb an der Lückgrenze.- 10.24 Betrieb im nichtlückenden Bereich.- 10.25 Verlauf der Belastungskennlinien bei kleinen Gleichströmen.- 10.3 Wirkungsweise des Stromrichterbetriebes mit Gegenspannung bei hohen Gleichströmen.- 10.4 Vollständige Belastungskennlinien beim Stromrichterbetrieb mit Gegenspannung.- 11 Umkehrstromrichter.- 11.1 Prinzipielle Eigenschaften des Umkehrstromrichters.- 11.11 Wirkungsweise des Maschinenumformers.- 11.12 Wirkungsweise des Umkehrstromrichters.- 11.13 Stromrichterkennlinien beim Betrieb des Umkehrstromrichters.- 11.14 Kreisstrom und Kreisspannung.- 11.2 Kreisstromfreier Betrieb.- 11.3 Eigenschaften des Kreisstromes.- 11.31 Bedingungen für die Steuerwinkelsumme.- 11.32 Der Kreisstrom an der Lückgrenze.- 11.33 Lückender Kreisstrom.- 11.34 Nichtlückender Kreisstrom.- 11.4 ?.- 11.43 Kennlinienverlauf bei ?I + ?II < ?.- 11.44 Betriebseigenschaften des kreisstrombehafteten Umkehrstromrichters.- 11.5 Umkehrstromrichterschaltungen.- 11.51 Mittelpunktschaltung.- 11.52 Saugdrosselschaltung.- 11.53 Brückenschaltung.- 11.54 Ankerkreisumschaltung und Feldkreisumschaltung.- IV Stromrichtertransformatoren am Drehstromnetz.- 12 Grundgleichungen und Ersatzschaltungen der Stromrichtertransformatoren am Drehstromnetz.- 12.1 Grundgesetze.- 12.11 Reduktion der Aufgabenstellung.- 12.12 Beziehungen zwischen den Wicklungsströmen.- 12.13 Jochleitfähigkeit.- 12.14 Beziehungen zwischen den Wicklungsspannungen.- 12.2 Verkettete Drosselspulen.- 12.3 Reduktionsgleichungen und Ersatzschaltpläne für die Mittelpunktschaltungen und die Saugdrosselschaltung.- 12.31 Ableitung der Reduktionsgleichungen.- 12.32 Ersatzschaltpläne.- 12.33 Wirkung des Jochflusses.- 12.4 Reduktionsgleichungen und Ersatzschaltpläne für die sechspulsigen Brückenschaltungen.- 12.5 Reduktionsgleichungen und Ersatzschaltpläne bei verschiedenen Windungszahlen auf der Netzseite und Ventilseite.- 13 Netzseitige Ströme der Stromrichtertransformatoren; Bauleistung.- 13.1 Bauleistung der Stromrichtertransformatoren.- 13.2 Netzseitige Ströme und Bauleistung der Mittelpunktschaltungen und der Saugdrosselschaltung: Netzseitiger Stern.- 13.21 Berechnung der netzseitigen Ströme und der Jochdurchflutung bei netzseitigem Stern.- 13.22 Saugdrosselschaltung mit netzseitigem Stern.- 13.23 Sechspulsige Mittelpunktschaltung mit netzseitigem Stern.- 13.24 Dreipulsige Mittelpunktschaltung mit netzseitigem Stern.- 13.3 Netzseitige Ströme und Bauleistung der Mittelpunktschaltungen und der Saugdrosselschaltung: Netzseitiges Dreieck.- 13.31 Berechnung der netzseitigen Ströme und der Jochdurchflutung bei netzseitigem Dreieck.- 13.32 Saugdrosselschaltung mit netzseitigem Dreieck…..- 13.33 Sechspulsige Mittelpunktschaltung mit netzseitigem Dreieck.- 13.34 Dreipulsige Mittelpunktschaltung mit netzseitigem Dreieck.- 13.4 Netzseitige Ströme und Bauleistung der sechspulsigen Brückenschaltung.- 14 Einfluß der Netzinduktivitäten, der Transformatorstreuung und des Jochflusses auf den Stromrichterbetrieb bei einfacher Kommutierung und idealer Glättung.- 14.1 Allgemeine Aussagen zur einfachen Kommutierung.- 14.11 Vergleichbarkeit der Schaltungen.- 14.12 Verlauf der Ströme und Spannungen bei einfacher Kommutierung und idealer Glättung.- 14.2 Ersatzschaltungen und Gleichspannungsverlust bei einfacher Kommutierung.- 14.21 Einfache Kommutierung bei der Saugdrosselschaltung.- 14.22 Einfache Kommutierung bei der sechspulsigen Mittelpunktschaltung.- 14.23 Einfache Kommutierung bei der dreipulsigen Mittelpunktschaltung.- 14.24 Sechspulsige Brückenschaltungen.- 14.3 Verzerrung der Spannungen auf der Netzseite und auf der Ventilseite der Transformatoren durch Kommutierungseinbrüche.- 14.31 Kommutierungseinbrüche bei der Saugdrosselschaltung.- 14.32 Kommutierungseinbrüche bei den sechspulsigen Mittelpunktschaltungen.- 14.33 Kommutierungseinbrüche bei den dreipulsigen Mittelpunktschaltungen.- 14.34 Kommutierungseinbrüche bei den sechspulsigen Brückenschaltungen.