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Leistungselektronik

54,99 €

inkl. gesetzl. MwSt., Versandkostenfrei

Beschreibung

Produktdetails

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

17.03.2012

Herausgeber

Rudolf Lappe

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

424

Maße (L/B/H)

24,4/17/2,4 cm

Gewicht

733 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 1988

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-87347-8

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Taschenbuch

Erscheinungsdatum

17.03.2012

Herausgeber

Rudolf Lappe

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

424

Maße (L/B/H)

24,4/17/2,4 cm

Gewicht

733 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 1988

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-87347-8

Herstelleradresse

Springer-Verlag GmbH
Tiergartenstr. 17
69121 Heidelberg
DE

Email: ProductSafety@springernature.com

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  • 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.- 2.1.1. Übersicht über Halbleiter-Leistungsbauelemente.- 2.1.2. Dichte freier Ladungsträger im thermischen Gleichgewicht.- 2.1.2.1. Generation und Rekombination.- 2.1.2.2. Eigenhalbleiter.- 2.1.2.3. Störstellenleiter.- 2.1.3. Elektrischer Strom im Halbleiter.- 2.1.3.1. Feldstrom.- 2.1.3.2. Diffusionsstrom.- 2.1.4. Grundgesetze.- 2.1.5. Rückkehr zum thermischen Gleichgewicht nach Störungen.- 2.1.5.1. Injektion von Majoritätsträgern.- 2.1.5.2. Injektion von Minoritätsträgern.- 2.2. Dioden.- 2.2.1. pn-Dioden.- 2.2.1.1. Stromloser Zustand, Diffusionsspannung.- 2.2.1.2. Durchlaßzustand.- 2.2.1.3. Sperrzustand.- 2.2.1.4. Lawinendurchbruch.- 2.2.1.5. Punch-Through, Zenerdurchbruch, Wärme- oder zweiter Durchbruch.- 2.2.1.6. Lawinendioden.- 2.2.2. pin-Dioden.- 2.2.2.1. Stromloser Zustand.- 2.2.2.2. Sperrzustand.- 2.2.2.3. Durchlaßzustand.- 2.2.3. Schaltverhalten.- 2.2.3.1. Einschaltverhalten.- 2.2.3.2. Ausschaltverhalten ohne Sperrspannung.- 2.2.3.3. Ausschaltverhalten mit Sperrspannung, Trägerstaueffekt.- 2.2.3.4. Schnelle Leistungsdioden.- 2.2.4. Thermisches Verhalten.- 2.2.4.1. Grundlagen.- 2.2.4.2. Verlustleistung.- 2.2.4.3. Ableitung der Verlustwärme.- 2.2.4.4. Temperatur des Kristalls bei konstanter Verlustleistung.- 2.2.4.5. Temperatur des Kristalls bei zeitlich veränderlicher Verlustleistung.- 2.2.5. Grenzwerte und Kenngrößen.- 2.2.5.1. Definitionen.- 2.2.5.2. Beispiele für Grenzwerte.- 2.2.5.3. Beispiele für Kenngrößen.- 2.3. Thyristoren, Triacs.- 2.3.1. Einführung.- 2.3.2. Stationäre Betriebszustände, Zündung.- 2.3.2.1. Stromloser Zustand.- 2.3.2.2. Blockier-oder Vorwärtssperrzustand.- 2.3.2.3. Zündung.- 2.3.2.4. Emitterkurzschlüsse.- 2.3.2.5. Durchlaßzustand.- 2.3.2.6. Rückwärtssperrzustand.- 2.3.3. Schaltverhalten.- 2.3.3.1. Einschaltverhalten, kritische Stromsteilheit.- 2.3.3.2. Ausschaltverhalten, Freiwerdezeit.- 2.3.4. Frequenzthyristoren.- 2.3.5. Abschaltunterstützte und abschaltbare Thyristoren.- 2.3.6. Rückwärtsleitende Thyristoren.- 2.3.7. Fotothyristoren.- 2.3.8. Triacs.- 2.3.9. Thermisches Verhalten.- 2.3.10. Grenzwerte und Kenngrößen.- 2.3.11. Digitale Modelle für Thyristoren.- 2.4. Leistungs-Schalttransistoren.- 2.4.1. Schaltbetrieb und Linearbetrieb.- 2.4.2. Bipolare Leistungs-Schalttransistoren.- 2.4.2.1. Sperr-oder AJJS-Zustand.- 2.4.2.2. Durchlaß- oder EIN-Zustand.- 2.4.2.3. Schaltverhalten.- 2.4.2.4. Thermisches Verhalten.- 2.4.2.5. Sicherer Arbeitsbereich.- 2.4.2.6. Darlington-Leistungstransistoren im Schaltbetrieb.- 2.4.3. Leistungs-MOSFETs für Schaltbetrieb.- 2.4.3.1. Funktionsprinzip und Aufbau.- 2.4.3.2. Statisches Verhalten.- 2.4.3.3. Schaltverhalten.- 2.4.3.4. Parallel- und Reihenschaltung.- 2.4.3.5. Thermisches Verhalten, SOAR-Bereich.- 2.5. Technologie der Halbleiterbauelemente.- 2.5.1. Anforderungen an die Technologie.- 2.5.2. Herstellung von Si-Einkristallen.- 2.5.3. Herstellung von Halbleiterbauelementen.- 2.6. Meßverfahren.- 2.6.1. Zur Einführung.- 2.6.2. Dioden und Thyristoren.- 2.6.2.1. Sperrichtung.- 2.6.2.2. Blockierrichtung beim Thyristor.- 2.6.2.3. Durchlaßrichtung.- 2.6.2.4. Schaltverhalten.- 2.6.2.5. Wärmewiderstand.- 2.7. Übungsaufgaben.- 3. Netzgelöschte Stromrichter und Wechselstromsteller.- 3.1. Einführung.- 3.2. Einpulsgleichrichter, Gleichrichtertransformator, Verschiebungsfaktor.- 3.2.1. Einpulsgleichrichter.- 3.2.1.1. Belastung mit Widerstand ohne Glättung.- 3.2.1.2. Glätten mit einer Drossel.- 3.2.1.3. Glätten mit einem Kondensator.- 3.2.1.4. Belastung mit Gegenspannung.- 3.2.1.5. Phasenanschnittsteuerung.- 3.2.1.6. Belastung mit Gegenspannung, Glätten mit einer Drossel.- 3.2.1.7. Einpulsgleichrichter mit Freilaufzweig.- 3.2.1.8. Kaskadenschaltung.- 3.2.2. Gleichspannung und Gleichstrom mit überlagerten Wechselkomponenten.- 3.2.3. Gleichrichtertransformator, ventil- und netzseitige Ströme.- 3.2.4. Leistung bei verzerrten Strömen, Verschiebungsfaktor, Leistungsfaktor.- 3.3. Zweipulsgleichrichter.- 3.3.1. Brücken- oder Graetzschaltung.- 3.3.2. Mittelpunktschaltung.- 3.3.3. Phasenanschnittsteuerung.- 3.3.3.1. Vollgesteuerte Brückenschaltung, Mittelpunktschaltung.- 3.3.3.2. Halbgesteuerte Brückenschaltung, Mittelpunktschaltung mit Freilaufzweig.- 3.3.3.3. SteuerbUndleistung, Verschiebungsfaktor.- 3.3.4. Gesteuerter Gleichrichter als Verstärker.- 3.3.5. Kaskadenschaltung.- 3.4. Dreipulsgleichrichter, induktiver Spannungsabfall.- 3.4.1. Stern-Stern-Mittelpunktschaltung.- 3.4.1.1. Vollständig geglätteter Gleichstrom.- 3.4.1.2. Beliebig geglätteter Gleichstrom.- 3.4.2. Stern-Zickzack-Mittelpunktschaltung.- 3.4.3. Phasenanschnittsteuerung.- 3.4.4. Induktiver Spannungsabfall.- 3.4.4.1. Kommutierung.- 3.4.4.2. Verlauf der ventilseitigen Ströme und der Gleichspannung während der Kommutierung.- 3.5. Sechspulsgleichrichter und Gleichrichter höherer Pulszahl.- 3.5.1. Sechspuls-Brückenschaltung.- 3.5.1.1. Spannungen und Ströme.- 3.5.1.2. Phasenanschnittsteuerung.- 3.5.1.3. Induktiver Spannungsabfall.- 3.5.2. Sechspuls-Mittelpunktschaltungen.- 3.5.2.1. Dreieck-Doppelstern-Mittelpunktschaltung.- 3.5.2.2. Saugdrosselschaltung.- 3.5.3. Zwölfpulsschaltungen.- 3.5.3.1. Parallelschaltung mit Saugdrossel.- 3.5.3.2. Reihenschaltung.- 3.5.4. Schaltungen mit p > 12.- 3.5.5. Anwendungsgebiete für Gleichrichter.- 3.5.5.1. Netzgeräte.- 3.5.5.2. Ladegeräte.- 3.5.5.3. Gleichrichter zum Lichtbogenschweißen.- 3.5.5.4. Erregung von Synchronmaschinen.- 3.5.5.5. Gleichstrom-Bahnunterwerke.- 3.5.5.6. Elektrolysen, galvanische Bäder.- 3.5.5.7. Gleichrichter für Einquadrantenbetrieb von Gleichstrommotoren.- 3.6. Netzgelöschte Wechselrichter, Umkehrstromrichter, netzgelöschte Wechselstromumrichter.- 3.6.1. Netzgelöschte Wechselrichter.- 3.6.1.1. Wirkungsweise.- 3.6.1.2. Spannungen, Ströme, Leistung.- 3.6.1.3. Zündverfrühungswinkel.- 3.6.2. Umkehrstromrichter, Umkehrantriebe.- 3.6.3. Netzgelöschte Wechselstromumrichter.- 3.6.3.1. Zwischenkreisumrichter.- 3.6.3.2. Direktumrichter.- 3.6.4. Anwendungsgebiete.- 3.6.4.1. Stromversorgungsanlage für einen Sender.- 3.6.4.2. Wechselrichter für magnetohydrodynamische Generatoren.- 3.6.4.3. Untersynchrone Stromrichterkaskade.- 3.6.4.4. Asynchrone Netzkupplungen und Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungen…..- 3.6.4.5. Über Zwischenkreisumrichter gespeiste Synchronmotoren.- 3.6.4.6. Einsatz von Direktumrichtern.- 3.7. Wechsel-und Drehstromschalter und-steller.- 3.7.1. Wechselstromschalter und-steller.- 3.7.1.1. Wechselstromschalter.- 3.7.1.2. Wechselstromsteller.- 3.7.2. Drehstromschalter und -steller.- 3.7.3. Anwendungsgebiete.- 3.7.3.1. Hochspannungssteuerung mit Thyristorschaltwerk.- 3.7.3.2. Beleuchtungseinrichtungen.- 3.7.3.3. Steller für Widerstandsschweißgeräte.- 3.7.3.4. Hochspannungsgleichrichter für Elektrofilter.- 3.7.3.5. Temperaturregelung.- 3.7.3.6. Spannungssteuerung von Asynchronmotoren.- 3.8. Meßverfahren für netzgelöschte Stromrichter.- 3.8.1. Prüfen von Gleichrichtern.- 3.8.2. Wahl des Meßgerätetyps.- 3.8.2.1. Spannungen und Ströme.- 3.8.2.2. Leistung.- 3.9. Übungsaufgaben.- 4. Selbst- und lastgelöschte Stromrichter.- 4.1. Gleichstromsteller.- 4.1.1. Wirkungsweise des idealen Gleichstromstellers.- 4.1.2. Berechnung des Gleichstromstellers mit abschaltbaren Halbleiterbauelementen…..- 4.1.3. Umkehr der Energierichtung und Mehrquadrantenbetrieb.- 4.1.4. Gleichstromsteller mit Thyristoren.- 4.1.4.1. Wirkungsweise der Kondensatorlöschung.- 4.1.4.2. Berechnung des Löschvorgangs.- 4.1.4.3. Löschschaltungen.- 4.1.4.4. Gleichstromsteller-Schaltungen mit Thyristoren.- 4.1.5. Anwendungsbeispiele.- 4.2. Selbstgelöschte Wechselrichter.- 4.2.1. Einteilung und Wirkungsweise.- 4.2.2. Stromgespeiste Wechselrichter.- 4.2.2.1. Einphasige Stromwechselrichter.- 4.2.2.2. Dreiphasige Stromwechselrichter.- 4.2.3. Spannungsgespeiste Wechselrichter.- 4.2.3.1. Spannungswechselrichter mit abschaltbaren Halbleiterbauelementen.- 4.2.3.2. Spannungswechselrichter mit Thyristoren.- 4.2.4. Anwendungsbeispiele.- 4.3. Lastgelöschte Wechselrichter.- 4.3.1. Schwingkreis-Wechselrichter.- 4.3.1.1. Grundschaltungen und Wirkungsweise.- 4.3.1.2. Berechnung des Schwingkreis-Wechselrichters.- 4.3.2. Maschinengelöschte Wechselrichter.- 4.3.3. Anwendungsbeispiele.- 4.4. Meßverfahren.- 4.4.1. Meßverfahren für selbstgelöschte Wechselrichter.- 4.4.2. Meßverfahren für Gleichstromsteller.- 4.5. Übungsaufgaben.- 5. Steuerung der Stromrichter.- 5.1. Einführung.- 5.1.1. Vorbetrachtung, Aufgaben des Steuergerätes.- 5.1.2. Beschreibung der Steuergeräte mittels Zustandsgraphen.- 5.2. Steueralgorithmen netzgelöschter Stromrichter.- 5.2.1. Steueralgorithmus für die Zweipuls-Brückenschaltung.- 5.2.2. Steuergrundgerät (SGG).- 5.2.3. Steuergeräte mehrphasiger Stromrichter.- 5.2.4. Steueralgorithmen für Wechselstromsteller, Drehstromsteller und Schalter.- 5.2.4.1. Steueralgorithmus des Wechselstromstellers.- 5.2.4.2. Steueralgorithmus des Drehstromstellers.- 5.2.4.3. Steueralgorithmen von Wechsel- und Drehstromschaltern.- 5.2.5. Anpassung der Steuergeräte an reale Betriebsbedingungen.- 5.2.5.1. Modifikationen der Zündpulsbildung.- 5.2.5.2. Sperrung der Zündpulsausgabe.- 5.2.5.3. Begrenzung des Verschiebebereichs des Zündwinkels.- 5.3. Steueralgorithmen selbstgelöschter Stromrichter.- 5.3.1. Steueralgorithmen für Gleichstromsteller.- 5.3.2. Steueralgorithmen selbstgelöschter Wechselrichter.- 5.3.2.1. Steueralgorithmen einphasiger Wechselrichter.- 5.3.2.2. Steueralgorithmen dreiphasiger, selbstgelöschter Wechselrichter.- 5.4. Aspekte der schaltungstechnischen Gestaltung der Steuergeräte.- 5.5. Schaltungstechnik ausgewählter Baugruppen von Steuergeräten.- 5.5.1. Synchronisationseinrichtungen.- 5.5.2. Steuerbare Verzögerer.- 5.5.2.1. Allgemeine Anforderungen.- 5.5.2.2. Analoge Verzögerer.- 5.5.2.3. Digitale Verzögerer.- 5.5.2.4. Steuerung der Leitdauer der Ventile in selbstgelöschten Wechselrichtern.- 5.5.3. Zündendstufen und Treiber.- 5.5.3.1. Zündendstufen für Thyristoren.- 5.5.3.2. Steuerimpulsgeneratoren für abschaltbare Thyristoren.- 5.5.3.3. Treiber für bipolare Transistoren.- 5.5.3.4. Treiber für MOS-Hochspannungs-Schalttransistoren.- 5.6. Übungsaufgaben.- 6. Stromrichtergeräte und -anlagen.- 6.1. Netzrückwirkungen.- 6.1.1. Übersicht.- 6.1.2. Qualität der Netzspannung.- 6.1.3. Spannung am Anschlußpunkt ohne Kompensationseinrichtungen.- 6.1.3.1. Effektivwertabsenkung und -Schwankung.- 6.1.3.2. Augenblicksabweichung der Netzspannung von ihrer Grundschwingung.- 6.1.3.3. AmpUtudenspektrum der Spannung am Anschlußpunkt.- 6.1.4. Verringerung der Netzrückwirkungen.- 6.1.4.1. Stromrichter mit verminderten Netzrückwirkungen.- 6.1.4.2. Kompensation der Blindleistung mit Leistungskondensatoren und Blindstromrichtern.- 6.1.4.3. Saugkreise.- 6.2. Kurzschlußströme.- 6.2.1. Kurzschlußarten und-kenngrößen.- 6.2.2. Berechnung der Kurzschlußströme.- 6.2.2.1. Dreipoliger Kurzschluß.- 6.2.2.2. Zweipoliger Kurzschluß.- 6.2.3. Kurzschlußimpedanzen.- 6.3. Schutzeinrichtungen, Funk-Entstörung, Parallel- und Reihenschaltung.- 6.3.1. Schutz für Dioden und Thyristoren.- 6.3.1.1. Überspannungen.- 6.3.1.2. Überströme.- 6.3.2. Schutz für Transistoren.- 6.3.3. Funk-Entstörung.- 6.3.4. Parallel-und Reihenschaltung.- 6.4. Gleichstromfilter.- 6.5. Konstruktive Formen.- 6.6. Beispiel zur Auslegung von Stromrichtern.- 7. Antworten zu den Übungsaufgaben.- 8. Formelzeichen und Schaltzeichen.- 8.1. Halbleiter-Leistungsbauelemente.- 8.2. Stromrichterschaltungen.- 8.3. Schaltzeichen.- 9. Literaturverzeichnis.- 10. Sachwörterverzeichnis.