Versuch EL-V1: Tiefsetzsteller

Versuch EL-V1: Tiefsetzsteller
Inhaltsverzeichnis
1
Lernziele
2
2
Versuchsinhalt
2
3
Einleitung
3
4
Sicherheitshinweise
3
5
Schaltbild und Bedienhinweise
4
6
Vorbereitungsanleitung
7
7
Versuchsaufgaben
9
8
Parameter des Versuchsstands
10
9
Literatur
11
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1 Lernziele
Tiefsetzsteller werden zur verlustarmen Gewinnung einer einstellbaren Ausgangsspannung aus einer
im Allgemeinen konstanten Eingangs-Gleichspannung eingesetzt, wobei der Mittelwert der
Ausgangsspannung einen geringeren Wert als die Eingangsspannung aufweist. Aufbauend auf den
Kenntnissen aus der Vorlesung „Grundlagen der Energietechnik“ und unter Einbeziehung von
Lehrmaterialien der Vorlesung „Leistungselektronik“ vertiefen die Studierenden ihr Verständnis für
diese leistungselektronische Grundschaltung. Sie wenden theoretische Kenntnisse an, um die
grundlegenden Eigenschaften der Versuchsschaltung einschließlich der wichtigsten Zeitverläufe mit
Hilfe von Modellrechnungen vorherzusagen. Diese Vorhersagen werden im Versuch mit
gemessenen Werten und Zeitverläufen verglichen. Dabei kommt ein modernes DigitalSpeicheroszilloskop zum Einsatz, dessen Einsatzmöglichkeiten und Bedienung die Studierenden
begreifen bzw. einüben. Erklärungen für Abweichungen werden in Gruppenarbeit und mit
Unterstützung des Versuchsbetreuers erarbeitet. Durch diese Diskussion lernen die Studierenden
Grenzen bisher erarbeiteter Modelle kennen und erweitern diese, um die gemessenen Zeitverläufe
erklären zu können. Aus der Betrachtung der Zeitverläufe wesentlicher Größen erkennen sie die
Anforderungen an die Messtechnik. Die Analyse der Zeitverläufe von Spannung und Strom des
netzseitigen Brückengleichrichters mit kapazitiver Glättung eröffnet ein intuitives Verständnis
dieser in Millionenstückzahlen eingesetzten Grundschaltung zur Versorgung elektronischer Geräte
mit
elektrischer
Energie.
Die
Erläuterung
besonderer
Konstruktionsmerkmale
leistungselektronischer Schaltungen anhand der praktikumsspezifisch entwickelten Schaltzelle
vermittelt die Methodik des niederinduktiven Aufbaus, dessen Notwendigkeit sich aus den
Messungen ergibt. Durch Verfassen einer Ausarbeitung erlernen die Studierenden die präzise
Darstellung technisch-wissenschaftlicher Sachverhalte einschließlich der exakten Dokumentation
eines Versuchs.
2 Versuchsinhalt
Die Studierenden verändern die Werte von Schaltfrequenz, Glättungsspule, Aussteuerung sowie
ohmscher Last, um charakteristische Betriebszustände einzustellen. Kennwerte der Schaltung
werden als Funktion charakteristischer Größen aufgetragen und Vorhersagen mit der Theorie
verglichen. Gleiches erfolgt für charakteristische Zeitverläufe. Diese werden mit Hilfe eines DigitalSpeicher-Oszilloskops aufgezeichnet und direkt als Bild auf einem „USB-Stick“ gespeichert. Sie
können damit auf einfache Weise in die Ausarbeitung übernommen werden. Kenngrößen, wie
Scheitelwert, Mittelwert und Effektivwert, werden ebenfalls mit Hilfe des DigitalSpeicheroszilloskops ermittelt. Der Versuchsaufbau vermittelt einen Eindruck von der Größe der
für zwei Kilowatt Leistung bei 50 Hertz Netzfrequenz erforderlichen Komponenten. Die
Betrachtung der für das Praktikum entwickelten IGBT-Schaltzelle zeigt die Technik des
niederinduktiven Schaltungsaufbaus in der Leistungselektronik. Der Größenvergleich zwischen
IGBT-Schaltzelle und magnetischen Komponenten veranschaulicht die Überlastfähigkeit dieser
Komponenten.
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3 Einleitung
Spannungsniveaus werden üblicherweise durch Transformatoren angepasst. Sie bieten in der Regel
eine aus Sicherheitsgründen oft geforderte Potentialtrennung. Transformatoren funktionieren
jedoch nur für Wechselspannungen und haben – außer bei aufwändigen und teuren
Stelltransformatoren – ein festes Übersetzungsverhältnis. Eine einstellbare und bei Gleichspannung
im Eingang anwendbare Alternative bieten Tiefsetzsteller. Der Versuch stellt eine nichtpotentialtrennende Version vor. Es gibt jedoch Varianten, bei denen die Potentialtrennung durch
einen kleinen Transformator im hochfrequent betriebenen Teil des Tiefsetzstellers realisiert wird.
Dabei nutzt man die Eigenschaft von Transformatoren, bei höherer Betriebsfrequenz deutlich
kleiner und leichter zu werden.
Tiefsetzsteller werden zur verlustarmen Gewinnung einer Ausgangsspannung aus einer
Eingangs-Gleichspannung eingesetzt, wobei der Mittelwert der Ausgangsspannung einen geringeren
Wert als die Eingangsspannung ausweist. Diese Verringerung erfolgt durch einen Schaltvorgang,
der entweder die Spannung 0 V oder die Eingangsspannung über eine Glättungsspule an die Last
legt. Die Spannung an der Last stellt sich als Mittelwert über eine Pulsperiode T ein. Sie muss nicht
konstant sein, sondern kann zwischen 0 V und dem Wert der Eingangs-Gleichspannung variiert
werden, wenn die Veränderung der Ausgangsspannung langsam im Vergleich zur Schaltperiode des
Tiefsetzstellers und zur Zeitkonstanten des Ausgangsfilters erfolgt. Wird diese Randbedingung
eingehalten, können beliebig modulierte (positive) Ausgangsspannungen erzeugt werden.
Das Tastverhältnis bzw. die „Aussteuerung“ als das Verhältnis von Ausgangs- zu
Eingangsspannung kann im Betrieb verstellt werden. Damit kann der Tiefsetzsteller als Stellglied
hoher Verstärkung und sehr guten Wirkungsgrads in einer Regelstrecke eingesetzt werden.
Es ergeben sich drei Haupteinsatzgebiete für den Tiefsetzsteller:
-
Geregelte oder gesteuerte Bereitstellung einer Ausgangs-Gleichspannung
-
Geregelte oder gesteuerte Bereitstellung eines Ausgangs-Gleichstroms
-
Geregelte oder gesteuerte Bereitstellung einer Ausgangsgröße (Spannung oder Strom) mit im
Rahmen der Stellmöglichkeiten frei wählbarem Zeitverlauf
4 Sicherheitshinweise
Alle in der Sicherheitsbelehrung gegebenen Vorschriften, Anweisungen und Hinweise sind strikt zu
befolgen. Dieser Versuch verwendet hohe Gleichspannungen und -ströme. Wie in der
Sicherheitsbelehrung erläutert, sind einige Gefahren bei Gleichspannungen und -strömen größer als
bei Wechselspannungen. Dies liegt daran, dass ein Gleichstromlichtbogen schwerer zu löschen ist
als ein Wechselstromlichtbogen, weil die Ionisation der Luft im Plasmakanal des Lichtbogens
ständig aufrecht erhalten wird. Beim Wechselstromlichtbogen nimmt diese Ionisation um den
Nulldurchgang des Lichtbogenstroms deutlich ab, so dass bei Wiederanstieg der Spannung die
Wahrscheinlichkeit einer Neuzündung des Lichtbogens geringer ist. Aus diesem Grund sind auch
für Gleichstrom geeignete Schalter und Schütze grundsätzlich aufwändiger (Funkenlöschung) als
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für Wechselstrom ausgelegte Schaltelemente. Es ist auf jeden Fall zu vermeiden, durch Trennen des
Stromkreises während des Versuchsbetriebs einen Lichtbogen hervorzurufen. Eine Trennung des
Stromkreises bei ausgeschaltetem Versuchsstand ist unvermeidbar, um die im Versuch verwendete
Spule auf verschiedene Werte einzustellen. Dies darf nur in Absprache mit und nach Freigabe durch
den Betreuer erfolgen.
5 Schaltbild und Bedienhinweise
Grundlage des Versuchs ist ein Tiefsetzsteller mit einer projektierten Leistung von 2 kW, der
einphasig aus dem 230 V / 50 Hz Wechselspannungsnetz gespeist wird. Netzseitig wird eine
kapazitiv geglättete Diodenbrücke eingesetzt, welche heutzutage die Standardschaltung zur
Energieversorgung elektronischer Geräte (Computer, Unterhaltungselektronik, Energiesparlampen,
Kleinantriebe im Leistungsbereich bis zu einigen Kilowatt, ...) darstellt. Die Ausgangsspannung
kann zwischen 0 V und 200 V verstellt werden, der maximale Dauer-Laststrom beträgt 10 A. Die
Schaltfrequenz ist auf mehrere diskrete Werte einstellbar. Als Last dient ein veränderlicher
Widerstand. Dieser ist mit per Schalter zuschaltbaren Halogenlampen realisiert. Die Schaltung wird
durch einen Mikrokontroller (ATMega 16) gesteuert, der den Betriebszustand und die Mittelwerte
einiger Messwerte auf einem LCD anzeigt.
Während des Versuchs werden die Werte von Schaltfrequenz, Glättungsspule und
Tastverhältnis (und damit der Aussteuerung) sowie Lastwiderstand verstellt. Im Falle der
Glättungsspule erfolgt dies durch Umstecken eines Stecker im ausgeschalteten Zustand nach
Freigabe durch den Betreuer (siehe Sicherheitshinweise).
Bild1 zeigt das Schaltbild des Versuchsaufbaus einschließlich der Bedienelemente so, wie Sie es
auch am Versuchsstand vorfinden.
Machen Sie sich zunächst mit dem Schaltbild vertraut und vergleichen Sie dieses mit dem
entsprechenden Bild im Skript zur Vorlesung „Grundlagen der Energietechnik“. Vollziehen Sie
nach, welche Größen während des Versuchs gemessen werden können. Sie benötigen zunächst nur
ein Grundverständnis der Schaltung, um die Funktion der Bedienelemente nachvollziehen zu
können. Vorschläge für eine detaillierte Versuchsvorbereitung werden im nächsten Kapitel gegeben.
Die Bedienelemente finden sich im Block „Steuerung“. Links oben ist der Hauptschalter für den
gesamten Versuch angeordnet. Er unterbricht die Energieversorgung vollständig. Die Anzeige
(LCD) zeigt wesentliche Größen und Zustände des Versuchs an. Der Taster „Anzeigeumschaltung“
ermöglicht den Wechsel zwischen verschiedenen Anzeigen – probieren Sie dies im Versuch aus.
Ein Großteil der Messgrößen wird dem Mikrocontroller (ATMega 16) zu Anzeige- oder
Regelungszwecken zugeleitet. Wegen der geringen Arbeitsgeschwindigkeit dieses Mikrocontrollers
können nur Mittelwerte verarbeitet werden. Diese werden in guter Näherung durch
Tiefpassfilterung der Messgrößen angenähert. Diese Werte dienen nur zur Orientierung, alle
Messungen im Versuch werden mit Hilfe des Zweikanal-Digitalspeicheroszilloskops TDS 1001B
durchgeführt.
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Die Zeitverläufe können per Knopfdruck als Grafik auf einem
USB
Stick
, Speicherkapazität ≤ 2GB,
(bitte möglichst mitbringen) abgelegt werden. Notfalls steht ein Lehrstuhl-USB-Stick zur
Verfügung.
Der Mikrokontroller kann mit Hilfe eines Reset-Tasters in den Grundzustand gebracht werden.
Dies darf nur nach Rücksprache mit dem Betreuer geschehen! Tastverhältnis r und Schaltfrequenz f
werden über zwei Potentiometer vorgegeben. Der Mikrokontroller gibt nur dann Schaltsignale an
den IGBT-Treiber aus, wenn der Schalter „Ansteuerfreigabe“ eingeschaltet ist (Software-Freigabe).
Der IGBT-Treiber, welcher die Verstärkung und Umsetzung der Ansteuerbefehle des
Mikrokontrollers für den IGBT-Eingang übernimmt, kann über einen weiteren Schalter
„Treiberfreigabe“ gesperrt bzw. freigegeben werden. Dieser Schalter wirkt auch dann zuverlässig,
wenn die Software fehlerhaft sein sollte. Eigentlich wird diese Funktion im Praktikumsversuch nicht
gebraucht (die Software funktioniert), sie soll aber Ihr Augenmerk auf unterschiedliche
Erfordernisse bei Versuchsständen und Laboraufbauten im Vergleich zu fertigen Produkten lenken.
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Bild 1: Schaltbild und Bedienelemente des Versuchs „Tiefsetzsteller“
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6 Vorbereitungsanleitung
Die in der Literatur genannten Vorlesungen enthalten das gesamte für die Vorbereitung dieses
Versuchs notwendige Wissen. Ergänzend kann natürlich auch auf die im Literaturverzeichnis
angegebene Sekundärliteratur zurückgegriffen werden. Hier wird besonders auf die interaktiven
IPES-Schaltbilder hingewiesen, die das Verständnis fördern können. Für besonders Interessierte
steht auch das CASPOC-Simulationsprogramm am Lehrstuhl und auf der CIP-Insel zur Verfügung.
Dabei ist auf die jeweils verwendete Nomenklatur zu achten. Hinweise für eine sinnvolle
Vorbereitung ergeben sich aus den oben beschriebenen Lernzielen und Versuchsinhalten sowie
dem Inhalt der genannten Vorlesungsskripte.
Die folgenden Fragen müssen vor dem Versuch durchgearbeitet und beantwortet werden, eine
korrekte (kurz gefasste) Antwort einschließlich Handskizzen (die gescannt werden dürfen) der
Zeitverläufe ist der Ausarbeitung in schriftlicher Form voranzustellen. Ziel ist zum einen die im
ingenieurwissenschaftlichen Bereich wichtige Kommunikation mit Hilfe von Skizzen zu üben, zum
anderen zu verhindern, dass digital erstellte Zeitverläufe von Jahr zu Jahr bzw. Gruppe zu Gruppe
weitergereicht werden. Sollten wir Kopien bereits eingereichter Zeitverläufe feststellen oder größere
übereinstimmende Textpassagen finden, führt dies zu sofortiger Nicht-Testierung des Versuchs.
Gruppenarbeit bei der Vorbereitung ist selbstverständlich erwünscht, ebenso wie bei der
anschließenden Auswertung. Jeder Studierende muss jedoch eigene Skizzen vorlegen und die
Sachverhalte mit seinen eigenen Worten beschreiben (verwenden Sie gerne eine Textverarbeitung,
wir akzeptieren auch gut lesbare Handschrift).
Nochmals: Identische Skizzen und Textpassagen (auch aus Ausarbeitungen früherer Jahre oder
Skripten bzw. Bücher) werden nicht akzeptiert – formulieren Sie selbst! Achten Sie bitte bei den
Skizzen auf korrekte Beschriftung der Achsen, verwenden Sie die Größen und Zählpfeilrichtungen
wie im Schaltbild (Bild 1) angegeben.
Ein Kolloquium vor dem Versuch überprüft, ob Sie ausreichend vorbereitet sind und hebt die
teilnehmenden Studierenden auf einen ähnlichen Wissensstand. Sie müssen keine perfekten
Antworten parat haben – aber eine gründliche Vorbereitung erkennen lassen, da wir Sie sonst von
der weiteren Teilnahme am Versuch ausschließen, weil Sie die angestrebten Lernziele nicht
erreichen können und Ihre Sicherheit, die Ihrer Mitstudierenden und auch die des Versuchsstands
gefährdet sein könnte.
Fragen zum Ausgangsverhalten:
6.1 Definieren Sie kurz das Tastverhältnis r und die Aussteuerung a, arbeiten Sie den Unterschied
heraus und geben Sie den Zusammenhang zwischen beiden als Gleichung an. Welche
Vereinfachung ist in diesem Versuch zulässig und warum? (Hinweis: Verluste können
vernachlässigt werden)
6.2 Wie hängt der Mittelwert der Ausgangsspannung u 2 von der Aussteuerung a ab?
6.3 Bei welcher Aussteuerung tritt die maximale Laststromwelligkeit auf – und warum? Bitte
anhand einer Rechnung und einer Skizze belegen.
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6.4 Wie wirkt sich der Wert der Glättungsspule L und der Schaltfrequenz f auf die Laststromschwankungsbreite ∆i aus, und warum?
6.5 Skizzieren Sie den Verlauf der Spannung u2 und des Laststroms i2 für zwei Perioden, basierend
auf einer Berechnung.
a) wenn der Einfluss des Lastwiderstands R gering gegenüber dem der Glättungsspule L ist
b) wenn der Einfluss des Lastwiderstands R den Stromverlauf nennenswert beeinflusst.
Hinweis: R-L-Glied an abschnittsweise konstanter Spannung, Zeitkonstante, DGL für die
beiden IGBT-Schaltzustände lösen, jeweilige Anfangsbedingung beachten.
Fragen zum Eingangsverhalten:
6.6 Das folgende Bild zeigt die Ströme und Spannungen eines B2-Gleichrichters mit kapazitiver
Glättung auf der Gleichstrom- und der Wechselstromseite bei konstant angenommenen
Laststrom unter qualitativer Berücksichtigung der Eingangsinduktivität:
Erklären Sie den Verlauf des Netzstroms. Wie wird – qualitativ – das Verhältnis zwischen
Spitzenwert des Netzstroms und Grundschwingungsscheitelwert des Netzstroms (bzw.
zwischen Augenblicks-Spitzenleistung und Wirkleistung im Netz) sein? Welche Aussage
(Abschätzung: sehr gut, gut, mittelmäßig, schlecht) ergibt sich daraus für den Leistungsfaktor,
und warum? Charakterisieren Sie in gleicher Weise den zu erwartenden
Grundschwingungsverschiebungsfaktor cos(ϕ 1 ) . Es wird keine perfekte Lösung erwartet (die ist
sehr aufwändig und würde in der Regel durch eine Simulation erarbeitet), sondern eine
qualitative Abschätzung unter Bezug auf die wesentlichen Effekte. Details werden während des
Versuchs mit Unterstützung des Betreuers erarbeitet, Sie benötigen dazu allerdings ein
Grundverständnis des Vorgangs.
6.7 Diskutieren Sie, aufbauend auf der vorherigen Antwort, in wie weit die Schwankungsbreite der
Spannung u1 von der Aussteuerung a und vom Laststrom-Mittelwert i2 abhängt.
Fragen zur Schaltzelle:
6.8 Beschreiben Sie mit wenigen Worten und erläuternden Skizzen, wo während des Schaltens eine
Kommutierung stattfindet und welche Bauelemente und Strompfade betroffen sind. Hinweis:
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Für eine schnelle und bauteilschonende Kommutierung ist ein niederinduktiver Aufbau
erforderlich. Details werden während des Versuchs mit Unterstützung des Betreuers erarbeitet,
Sie benötigen dazu allerdings ein Grundverständnis des Vorgangs.
7 Versuchsaufgaben
Die Versuchsaufgaben dienen als Anregung. In Abstimmung mit dem Versuchsbetreuer sind
Abwandlungen (und aus Zeitgründen auch Auslassungen) möglich. Die gewonnenen Erkenntnisse
sind zu protokollieren, durch Oszilloskopbilder bzw. Messwerte/Messreihen zu untermauern und
in der Ausarbeitung darzustellen. Stellen Sie, wo möglich, einen Bezug zu den Vorbereitungsfragen
und den darauf gegebenen Antworten her.
Schalten Sie, wenn nicht anders angegeben oder abgesprochen, zwei Halogenlampen zu.
Schalten Sie vor jeder Änderung des Glättungsspulen-Induktivitätswerts den Versuch aus
und bitten Sie den Betreuer um Zustimmung zum Umstecken!
Versuche zur Charakterisierung des Ausgangsverhaltens:
7.1 Bestimmen Sie die Werte der Shuntwiderstände und ermitteln Sie den Parametierungsfaktor
zur Umrechnung der messbaren Spannungen in den zugehörigen Stromwert bei den
Shuntmessungen. Nutzen Sie das Oszilloskop und die Angaben des Displays.
7.2 Bestimmen Sie die den LCD-Anzeigen „SF 1“, „SF 2“, „SF 3“ und „SF 4“ zugehörigen Schaltfrequenzen mit Hilfe des Oszilloskops.
7.3 Bestimmen Sie durch Messung das Steuerverhalten (Mittelwert der Ausgangsspannung als
Funktion des Tastverhältnisses r anhand der Tastverhältnisse 0.25 und 0.75, Schaltfrequenz
„SF1“) und vergleichen Sie die Ergebnisse mit den Ergebnissen der Vorbereitung. Überprüfen
Sie dieses auf Abhängigkeit vom Laststrom i2 .
7.4 Bestimmen Sie die Schwankungsbreite des Laststroms als Funktion des Induktivitätswerts bei
a = 0.5 und hoher Schaltfrequenz. Ermitteln Sie, in wie weit der Mittelwert des Laststroms mit
der Mitte des Schwankungsbereichs übereinstimmt. Überprüfen Sie auf Abhängigkeit vom
Laststrom.
7.5 Bestimmen Sie die Schwankungsbreite des Laststroms als Funktion der Schaltfrequenz bei
geringstem Induktivitätswert. Führen Sie Messungen mit den Schaltfrequenzen „SF1“ und
„SF4“ durch. Ermitteln Sie, in wie weit jetzt noch der Mittelwert des Laststroms mit der Mitte
des Schwankungsbereichs übereinstimmt und erklären Sie eventuelle Abweichungen mit den
Erkenntnissen aus der Vorbereitung.
7.6 Vergleichen Sie die Zeitverläufe des Laststroms für die Extremfälle (geringer Induktivitätswert,
niedrigste Schaltfrequenz) / (hoher Induktivitätswert, höchste Schaltfrequenz) für
•
a = 0.25 und 2 zugeschaltete Lampen
•
a = 0.50 und 6 zugeschaltete Lampen
•
a = 0.9 und 12 zugeschaltete Lampen
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7.7 Wählen Sie den größtmöglichen Induktivitätswert und eine kleine Schaltfrequenz, bei der der
Verlauf des Laststroms noch Näherungsweise linear ist. Bestimmen Sie, in wie weit die
Schwankungsbreite von u1 von der Aussteuerung bzw. dem Laststrommittelwert abhängt.
•
a = 0.25 und 2 zugeschaltete Lampen
•
a = 0.50 und 6 zugeschaltete Lampen
•
a = 0.9 und 12 zugeschaltete Lampen
Versuche zur Charakterisierung der Schaltzelle:
Setzen Sie die Aussteuerung auf 0.5 und stellen Sie Bemessungsstrom ein. Oszillographieren und
diskutieren Sie die Kommutierungen zwischen den beiden Leistungshalbleitern und zugehörige
Effekte anhand von:
7.8 Spannung u2 und Diodenstrom iD
7.9 Spannung u2 und IGBT-Strom iT
7.10 Diodenstrom iD und IGBT-Strom iT
unter Betrachtung von Stromanstiegszeiten, Überspannung und Diodenrückstrom. In diesem
Versuchsteil, der Praxis-Effekte jenseits der im Studium vermittelten Grundfunktionsweisen
aufzeigt, wird der Betreuer Sie bei der Erarbeitung der Lernziele unterstützen. Arbeiten Sie mit der
Schaltfrequenz „SF1“.
Versuche zur Charakterisierung des Eingangsverhaltens:
Wählen Sie den höchsten Induktivitätswert und die höchste Schaltfrequenz sowie Bemessungsstrom.
7.7 Betrachten Sie die Zeitverläufe des Netzstroms is und der Spannung u1. Diskutieren Sie das
Verhältnis des Netzstromscheitelwerts zum Laststrommittelwert. Bestimmen Sie –
näherungsweise – die Netzwirkstromgrundschwingung mit Hilfe der Wirkleistung. Vergleichen
Sie dazu Netzstromscheitelwert und Scheitelwert des Netzwirkstroms. Wählen Sie eine niedrige
Schaltfrequenz.
8 Parameter des Versuchsstands
Bemessungsspannung: 230 V / 50 Hz, Bemessungsleistung: 2 kW
Transformator, sekundär: 150 V / 20 A, Lσ2 = 350 µH, Rk,ges = 100 mΩ
C1: 4,7 mF / 350 V
L: 5 mH / 55 mΩ; 10 mH / 75 mΩ; 20 mH / 107 mΩ
IGBT: 1200 V / 50 A, rT = 20 mΩ, uT0=1,5 V
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R: 7 bis 20 Halogenstablampen (230 V/ 50 Hz / 500 W), 13 davon zu- und abschaltbar, mit
folgender Strom-Spannungs-Charakteristik (Kaltleiterverhalten)
I /A
2
1
100
200
U /V
Bild 2: Strom-Spannungs-Charakteristik einer Halogenstablampe
Das Kaltleiterverhalten lässt den Strom deutlich langsamer sinken, als dies bei einem linearen
Widerstand der Fall wäre - für die Versuchsdurchführung ein kleiner Vorteil.
Die hochtemperaturfesten Lampen ermöglichen auf Dauer eine Belastung ohne forcierte Kühlung.
9 Literatur
(1)
Skript:
„Grundlagen der Energietechnik“
(2)
Skript:
„Leistungselektronik“
(3)
Buch:
„Mohan / Undeland: Power Electronics“
(4)
IPES-Online-Präsentationen: http://www.ipes.ethz.ch
(5)
Caspoc-Simulationsprogramm: http://www.caspoc.com
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