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Digitale Simulation eines netzgeführten Stromrichters

Digitale Simulations-Systeme werden in der Elektrotechnik zur Untersuchung von Schaltungen und Bauelementen verwendet. In diesem Versuch sollen am Beispiel einer sechspulsigen Thyristorbrücke die Möglichkeiten der Simulation zur Darstellung elektrischer Vorgänge untersucht werden.

 

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Gleichstromsteller mit IGBT

In diesem Versuch soll ein Gleichstromsteller mit IGBT-Transistoren untersucht werden, wobei sich die Untersuchungen auf

 

  • die Strom- und Spannungsverhältnisse bei einem Gleichstromsteller
  •  die Schaltverhalten und die Eigenschaften eines IGBT-Transistor

 

beziehen sollen.

 

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Modulationsverfahren

Pulsumrichter werden zur kontinuierlichen Drehzahlverstellung von Drehstrommotoren eingesetzt. In diesem Labor soll ein Pulsumrichtersystem mit IGBT-Modulen in folgenden Teilzielen untersucht werden:

 

  • Strom- und Spannungsverhältnisse bei einem Drehstromumrichter
  • Ventilbeanspruchung
  • Prinzip der Spannungsbildung mittels Pulsbreitenmodulation
  • Prinzip der Spannungsbildung mittels Raumzeigermodulation
  • Betriebsverhalten eines Pulsumrichters bei motorischer Last

 

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Netzgeführter Stromrichter in Drehstrombrückenschaltung

Netzgeführte Stromrichter waren lange Zeit die am häufigsten eingesetzten Stromrichter und werden heutzutage insbesondere im hohen Leistungsbereich eingesetzt. In diesem Laborversuch sollen folgende Eigenschaften untersucht werden:

 

  • Funktionsweise einer B6C-Brücke
  • Untersuchungen der Strom- und Spannungsverläufe in Abhängigkeit vom Aussteuergrad
  • Einfluss der Kommutierung
  • Oberschwingungen auf Gleich- und Wechselstromseite
  • Betrieb als Gleich- oder Wechselrichter

 

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Netzseitige Wechselrichter (NWR)

Regenerative Energiequellen speisen über netzseitige Wechselrichter (NWR) (auch Active Front End (AFE) oder dreiphasiger Netzpulsstromrichter) in das Stromnetz ein. In diesem Laborversuch soll die Regelung eines netzseitigen Wechselrichters mit der Synchronisation auf die Netzspannung untersucht werden.

Der Versuch vermittelt Erfahrungen mit

 

  • Strom und Zwischenkreisspannungsregelung bei netzseitigen Wechselrichtern
  • Synchronisation mit der Netzspannung mittels Phasenregelschleife (PLL)
  • Simulative Validierung von leistungselektronischen Schaltungen und Regelungen
  • Experimentelle Validierung mit dSPACE

 

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Reihenschwingkreiswechselrichter

Schwingkreiswechselrichter gehören zur Gruppe der lastgeführten Wechselrichter. Die zur Kommutierung benötigte Spannung wird dabei von der Last zur Verfügung gestellt.

In diesem Laborversuch wird ein Reihenschwingkreis-Wechselrichter untersucht. Im einzelnen werden in Abhängigkeit von der Taktfrequenz und von den Schwingkreisparametern

  • Strom- und Spannungsverläufe
  • Steuerkennlinie
  • Löschzeit
  • Wechselrichterkippen

aufgenommen und ausgewertet.

 

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Schaltnetzteil

Mit Schaltnetzteilen kommt jeder täglich in Berührung. In allen elektronischen Geräten oder ihren Ladegeräten werden sie benötigt, um die einphasige Netzspannung von 230V gleichzurichten und anschließend tiefzustellen. Im Labor soll Folgendes erreicht werden:

 

  • Untersuchung eines üblichen Schaltnetzteils, anhand eines Laptopnetzteils
  • Untersuchung der einphasigen Gleichrichtung und dessen Netzrückwirkung
  • Überblick über verschiedene isolierende Gleichspannungswandler
  • Untersuchung des isolierenden Gleichspannungswandlers im Laptopnetzteil

 

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Wechselstromsteller

In dem Versuch sollen die elektrischen Verhältnisse bei einem Wechselstromsteller mit verschiedenen Belastungen in Abhängigkeit vom Steuerwinkel untersucht werden. Insbesondere sind

  • Aufnahme der Strom- und Spannungsverläufe,
  • Messung der Steuerkennlinie,
  • Ermittlung der Thyristordaten und die
  • Analyse der Strom-Oberschwingungen

Gegenstand des Versuches.

Die im Versuch gemessenen Abhängigkeiten sollen die in der Versuchsvorbereitung analytisch gewonnenen Ergebnisse bestätigen.

 

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