Diese Dissertation befasst sich mit der Untersuchung und Entwicklung eines neuartigen Pulsstromrichters. Dieser setzt sich aus den Teilen Pulser und Nachladegerät zusammen. Der Pulsstromrichter soll final als Energieversorgung von Ablenk- und Fokussierspulen in einer Ionenstrahltherapieanlage zur Krebstherapie Anwendung finden. Ziel der Arbeit ist dabei die Entwicklung und Inbetriebnahme eines Demonstrators, der im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) zu Untersuchungen von Spulen-Prototypen verwendet werden kann. Dazu werden Grobkonzepte für den Pulser entwickelt und daraus schlussendlich die zu verwendende Topologie gewählt. Anschließend werden Schalter ausgewählt, die im Pulser zum Einsatz kommen. Für den in dieser Arbeit entwickelten Pulser werden Thyristoren ausgewählt. Das Verhalten der Thyristoren wird mit Hilfe mathematischer Modelle beschrieben. Daraus folgt ein Simulationsmodell, das u. a. der Auslegung der Schutzbeschaltung (Snubber) der Thyristoren dient. Es wird außerdem zur Beschreibung und Auslegung weiterer Komponenten des Pulsers verwendet. Aufbauend auf den Eigenschaften des Pulsers wird ein Konzept für das Ladegerät entwickelt und vorgestellt. Der Pulser wird am HZDR in Form eines Demonstrators aufgebaut und erfolgreich in Betrieb genommen. Es werden abschließend Vorschläge für einen Schutz des Pulsers bei Spulenversagen gemacht, sowie für den praktischen Aufbau des in Zukunft benötigten Ladegeräts.
Aktualisiert: 2022-12-30
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