Wechselrichter - Darstellung der Schaltvorgänge bei Pulsweitenmodulation (PWM)

Beschreibung:
Die folgende Simulation veranschaulicht die Schaltvorgänge zwischen den Transistoren (z. B. IGBT's) und Freilaufdioden eines Wechselrichters. Die Ansteuerung der Transistoren (Schalter) erfolgt über eine Pulsweitenmodulation (PWM), so dass resultierend sinusförmige Stromflüsse in den Motorphasen entstehen. Die sinusförmige Grundschwingung ist dabei von höherfrequenten Oberschwingungen überlagert, wobei die Anteile dieser Oberschwingungen geringer werden, je höher die Schaltfrequenz des Wechselrichters ist.

Kommutierung:
Die Transitoren des Wechselrichters werden in bestimmten Phasen der PWM ein- und ausgeschaltet. Beim Ausschalten eines Transistors wird der Stromfluss über diesen Transistor unterbrochen. Der Stromfluss in der Motorphase wird dadurch nicht abrupt unterbrochen, sondern er wird durch die Motor-Induktivität aufrecht erhalten und sucht stattdessen den Weg über die Freilaufdioden - der Strom kommutiert vom Transistor auf die Freilaufdiode.
Das Schalten der Transistoren und die Stromflüsse zwischen den Transistoren, Freilaufdioden und den Motorphasen werden in der folgenden Simulation bei verschiedenen Arbeitspunkten der PWM (motorisch, generatorisch) sehr anschaulich dargestellt:

• Simulation der Kommutierungsvorgänge und Stromflüsse bei einem einphasigen Pulswechselrichter mit Spannungszwischenkreis: https://www.ipes.ethz.ch/ipes/Inverter/H_Bruecke.html

Die Steuerung der Simulation erfolgt mit dem Mauszeiger an den rot markierten Punkten und Linien.

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