Sperrwandler, Durchflusswandler und Wechselrichter

Die Versuche werden mit Experimentierplatten im Profilrahmen durchgeführt.

Lernziele

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

 Primärgetaktete Schaltnetzteile haben einen Wandler, es gibt zwei verschiedene Wandlerprinzipien:

Sperrwandler

• Schaltungsaufbau und Funktion
• Steuerung des Spannungs- und Strommittelwertes
• Einfluss der RCD-Schutzbeschaltung.

Durchflusswandler

• Eintakt-Durchflusswandler
• asymmetrischer Halbbrücken-Durchflusswandler.

Wechselrichter

• H-Brücke
• Spannungsumkehr
• Stromumkehr
• Erzeugung einer frequenz- und amplitudenvariablen Wechselspannung

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
• E2.4.3.2 Schaltnetzteile
• E2.5.2.2 Vierquadrantenbetrieb einer Gleichstrommaschine mit einer IGBT H-Brückenschaltung
• E2.5.3.2 Grundlagen der Frequenzumrichtertechnik

Themen

Eintaktdurchflusswandler

• Steuerung des Spannungs- und Strommittelwertes mit PWM
• Messung von Spannungs- und Stromverläufen bei U_I = 30 V
• Messung von Spannungs- und Stromverläufen bei U_I = 115 V
• Messung des Wirkungsgrades und der Spannungsstabilität

Asymmetrischer Halbbrückendurchflusswandler

• Steuerung des Spannungs- und Strommittelwertes mit PWM
• Zeitlicher Verlauf bei v = 0.75
• Zeitlicher Verlauf bei v = 0.50
• Zeitlicher Verlauf bei umgeschaltetem Tastverhältnis

Wechselrichter

• Zeitverläufe am Sinuswechselrichter
• Wechselrichter an U_I = 115V
• Wechselrichter an U_I = 115V, f = 5 kHz