Schaltnetzteile

Die Versuche werden mit Experimentierplatten im Profilrahmen durchgeführt.

Lernziele

• Schutzmaßnahmen und elektrische Sicherheit
• Schaltungsaufbau und Verbindungen nach Schaltplan
• Einsatz von Power Analyser CASSY Plus

Die Leistungselektronik ermöglicht den Aufbau von Netzteilen, die sich durch hohen Wirkungsgrad und kleine Bauform auszeichnen. Dies wird mit schaltenden Bauteilen und bei möglichst hohen Schaltfrequenzen erreicht. Die folgenden Versuche an primärgetakteten Schaltnetzteilen können aufgebaut und bezüglich ihrer Eigenschaften untersucht werden:

Tiefsetzsteller

• mit unterschiedlichen Lasten,
• Steuerung von des Spannungs- und Strommittelwertes mittels Pulsbreitenmodulation,
• Funktion einer Freilaufdiode bei ohmsch induktiver Last,
• Funktion eines Glättungskondensators bei ohmsch induktiver Last,
• Wirkungsgrad des Tiefsetzstellers

Invertierender Hoch- und Tiefsetzsteller

• mit unterschiedlichen Lasten,
• Steuerung von des Spannungs- und Strommittelwertes mittels Pulsbreitenmodulation,
• Funktion der Drossel bei lückendem Strom,

Highlights:

• Zum Schutz der Halbleiterkomponenten werden alle Versuche erst mit einer geringen Spannung geprüft.
• Die Messungen werden mit dem Power Analyser Plus durchgeführt.
• Alle Messkanäle sind potenzialfrei und können somit frei verwendet werden.
• Alle Messungen können mit oder ohne Computer durchgeführt werden.

Das Power Analyser CASSY Plus  ist in allen Funktionen direkt über das Display, das Drehrad und die auf dem Gerät befindlichen Tasten schnell bedienbar. Alle Einstellungen und Messergebnisse lassen sich auf dem Gerät speichern und später wieder schnell aufrufen oder einfach herunterladen.

Zusätzlich ist das Power Analyser CASSY Plus vollständig in Echtzeit über RJ45-Ethernet, W-LAN und USB-C Schnittstellen steuerbar.

Diese Schnittstellen können von folgender Software genutzt werden:

• CASSY Lab 2 für Antriebe und Energiesysteme,
• MATLAB® und LabVIEW ™
• Lab Docs Editor Advanced

Für die lokale Medienanbindung von mindestens   vier Endgeräten gleichzeitig stehen folgende integrierte Server im Power Analyser CASSY  zur Verfügung.

Näheres entnehmen Sie den Produktdaten 727110 oder 727111 Power Analyser CASSY Plus.

Die Ausstattung eignet sich gleichermaßen für Schülerversuche im Labor mit Niederspannung (230 / 400  V Drehstrom) und bei fahrbarem Versuchsstand - für die Lehrerdemonstration im Klassenzimmer  oder Hörsaal. Die Durchführung der Versuche erfolgt nach Handbuch.

Als Zielgruppe werden Auszubildende der gewerblichen Wirtschaft und Studenten der Fachrichtung Elektromaschinenbau angesprochen. Der Kurs bietet Versuche auf mittlerem Niveau für die Berufsschule und erlaubt gleichzeitig die notwendigen Einsichten in das Maschinenverhalten für eine wissenschaftliche Interpretation in der Bachelorausbildung. Durch die Medienanbindung sind die Versuche für die Demonstration in der Klasse oder einem Hörsaal geeignet.

In folgenden Ausstattungen gibt es noch erweiterte Versuche der Leistungselektronik:

• E2.4.3.1 Abschaltbare Ventile und Gleichstromsteller
• E2.4.3.3 Wechselrichter
• E2.5.2.2 Vierquadrantenbetrieb einer Gleichstrommaschine mit einer IGBT H-Brückenschaltung

Themen

Tiefsetzsteller

• Steuerung des Spannungs- und Strommittelwertes mittels PWM
• Verlauf von Spannung und Strom an ohmscher Last
• Verlauf von Spannung und Strom an ohmscher induktiver Last
• Ohmsch-induktive Last mit Freilaufdiode und Glättungskondensator
• Tiefsetzsteller an U_I = 110 V, Verluste, Wirkungsgrad

Hoch-Tiefsetzsteller

• Steuerung des Spannungs- und Strommittelwertes mittels PWM
• Messung von Spannungs- und Stromverläufen bei U_I = 15 V
• Messung von Spannungs- und Stromverläufen bei U_I = 110 V
• Messung bei lückendem Drosselstrom

Hoch-Tiefsetzsteller mit Leistungsfaktorkorrektur

• Einfluss der Hysterese