Zwischenkreisdrossel

Eine DC-Link-Drossel, auch als Zwischenkreisdrossel oder Gleichstrom-Zwischenkreisdrossel bezeichnet, ist ein wesentliches Bauteil in Leistungselektroniksystemen.

Definition einer Zwischenkreisdrossel

Eine Zwischenkreisdrossel wird in Gleichstrom-Zwischenkreisen von Umrichterschaltungen eingesetzt. Ihre Hauptaufgabe ist es, den Gleichstrom zu glätten, der durch den Umrichter fließt, und Oberschwingungen sowie Stromspitzen zu reduzieren. Dies verbessert die Gesamtperformance des Systems, insbesondere in Bezug auf Effizienz und elektromagnetische Verträglichkeit.

Vorteile

  • Verbesserte Systemstabilität: Sorgt für einen stabileren Betrieb des Umrichters und der angeschlossenen Lasten.
  • Reduzierung elektromagnetischer Störungen: Verringert EMI, was besonders in empfindlichen elektronischen Umgebungen wichtig ist.
  • Effizienzsteigerung: Kann die Effizienz des Gesamtsystems erhöhen, indem Oberschwingungsverluste verringert werden.

Nachteile

  • Größe und Gewicht: Kann aufgrund der erforderlichen Induktivität und Strombelastbarkeit groß und schwer sein.
  • Zusätzliche Kosten: Stellt eine zusätzliche Komponente im System dar, die die Kosten erhöht.

Aufbau einer Zwischenkreisdrossel

  1. Kern: Der Kern einer Zwischenkreisdrossel ist typischerweise aus hochpermeablem Ferrit- oder Eisenpulvermaterial gefertigt, um eine effiziente magnetische Flussführung zu gewährleisten.

  2. Wicklung: Die Wicklung wird aus einem Draht mit ausreichendem Querschnitt gefertigt, um hohe Ströme ohne signifikante Erwärmung sicherzustellen. Die Windungszahl wird so gewählt, dass sie die erforderliche Induktivität liefert.

  3. Isolierung: Eine Isolierung zwischen den Windungen und zum Kern ist wichtig, um elektrische Sicherheit zu gewährleisten und die Lebensdauer der Drossel zu erhöhen.

  4. Gehäuse: Oft wird die Drossel in ein Gehäuse eingebettet, um sie vor Umwelteinflüssen und mechanischen Beschädigungen zu schützen.

Funktion einer Zwischenkreisdrossel

  1. Glättung des Gleichstroms: Die Drossel glättet den durch den Umrichter fließenden Gleichstrom, indem sie kurzzeitige Stromspitzen dämpft und so eine stabilere Stromversorgung ermöglicht.

  2. Reduzierung von Oberschwingungen: Sie hilft, Oberschwingungen im Zwischenkreis zu reduzieren, die von Schaltvorgängen im Umrichter erzeugt werden.

  3. Energiezwischenspeicherung: Sie speichert kurzzeitig Energie in ihrem Magnetfeld und gibt diese bei Bedarf wieder ab, was zur Stabilisierung des Stromkreises beiträgt.

Anwendungen von Zwischenkreisdrosseln

Zwischenkreisdrosseln haben eine wichtige Rolle in der modernen Leistungselektronik. Sie tragen wesentlich zur Stabilität und Effizienz von Systeme bei, die Gleichstrom-Umrichter verwenden, indem sie den Gleichstrom glätten und elektromagnetische Störungen reduzieren.

  1. Frequenzumrichter: In Frequenzumrichtern zur Steuerung der Geschwindigkeit von Elektromotoren.

  2. Windkraftanlagen: In Windkraftanlagen zur Glättung des von den Generatoren erzeugten Stroms.

  3. Photovoltaik-Systeme: In Solarwechselrichtern, um den von Solarzellen erzeugten Gleichstrom zu stabilisieren.

  4. Elektrische Antriebssysteme: In elektrischen Fahrzeugen und industriellen Antriebssystemen, um die Leistungselektronik zu optimieren.