SechsPulsKonfiguration

SechsPulsKonfiguration bezeichnet in der Leistungselektronik einen dreiphasigen Vollbrückengleichrichter oder -inverter, der aus sechs Halbleiterbauelementen besteht (Dioden oder Thyristoren) und eine Gleichstromseite erzeugt. Typischerweise wird sie als Graetz-Brücke umgesetzt und dient sowohl der Gleichrichtung als auch der Gegentaktinversion, je nach Steuerung der Schalteransteuerung.

Topologie und Betrieb

In der SechsPulsKonfiguration führen in jeder Halbwelle zwei der sechs Bauteile, eines pro Phase, den Strom. Bei einer reinen Gleichrichtung ohne Steuerung liefern Dioden eine konstante Mittelspannung; bei Thyristoren lässt sich die Ausgangs-Gleichspannung durch den Ausschaltwinkel (Firing Angle) α steuern. Die nomenklatorische Charakteristik ist eine Ausgangsstrom-/Ausgangsspannung mit sechs Pulses pro Netzzyklus, wodurch der Grundrhythmus des Ausgangssignals ein sechsten Potenzwechsel aufweist.

Gleichstrom- und Wechselstromseite

Der Gleichstromausgang hat eine ripple-Komponente bei sechs Mal der Netzfrequenz (6f); die durchschnittliche Gleichspannung ist abhängig von α und dem Netzspannungsniveau. Am Wechselstromnetz erzeugt die Konfiguration harmonische Stromanteile, wobei dominante Anteile bei 5. und 7. Ordnung auftreten; Filtermaßnahmen sind häufig erforderlich, um Netzform- und Emissionsanforderungen zu erfüllen. Bei Overlap und Nichtidealitäten entsteht eine Kommutationsüberlappung, die den Wirkungsgrad beeinflusst.

Anwendungen und Steuerung

SechsPulsKonfigurationen finden sich in Hochleistungsgleichrichtern, motorisierten Antrieben, HVDC-Verbindungen sowie als Grundbaustein für kontrollierte Gleichrichter- und Inverterstufen. Die Steuerung erfolgt über den Ansteuerwinkel α (und ggf. Überlappung μ) und beeinflusst sowohl die Ausgangsspannung als auch die Leistungsfaktoren.

Siehe auch

Dreiphasiger Vollbrückengleichrichter, Sechs-Puls-Konverter, Mehrphasen-Graetz-Brücke.