Nutzung nichtlinearer Effekte zur elektrischen Steuerung von Netzdrosseln im Impedanzverhalten
Florian Fenske
Die Dissertation thematisiert und handelt das Themengebiet der elektrisch steuerbaren Netzdrosseln ab. Ausgangspunkt stellt der Stand der Technik dar, zur Bewertung und Vergleichbarkeit wird ein Algorithmus entwickelt und daraus die Aufgabenstellung bzgl. Nichtlinearität der steuerbaren Magnetisierungskennlinie identifiziert.
Unter dem Gesichtspunkt der Bauweise von Netzdrosseln, sowie einer praktikablen und industriellen Fertigung, werden Vormagnetisierungskonzepte entwickelt, um steuerbare Drosseln mit einer linearen Magnetisierungskennlinie zu erhalten. Die entwickelten Vormagnetisierungskonzepte beruhen auf der geometrischen Implementierung der Vormagnetisierung im Kernmaterial sowie der Materialcharakteristik des Elektrobands. Es wird eine reine Gleichstromvormagnetisierung verwendet, um die Leistungselektronik zur Bereitstellung des Vormagnetisierungsstroms zu minimieren und weiterhin Halbleiterventile im Lastkreis zu vermeiden, wodurch die Anforderung an Robustheit und Lebensdauer des Gesamtsystems maximiert wird.
Durch die entwickelte Methodik und systematische Vorgehensweise, welche aus einem Zusammenspiel von analytischen Verfahren in Kombination mit experimentellen Untersuchungen und simulativen FEM-Berechnungen beruht, wird Aufschluss darüber gegeben, wie mit der Kenntnis zur Ausprägung der Vormagnetisierung im Kernmaterial linear steuerbare Drosseln auszulegen sind. Mit den Ergebnissen der Arbeit lassen sich u.a. innovative Betriebsmittel für das Stromnetz oder auch variable Stellglieder für resonante Stromsteller in der Leistungselektronik generieren.
