Was sind Stromrichter?
Das Gebiet der Elektronik
, d.h. die Lehre von den elektronischen Bauelementen, lässt sich in die
Teilbereiche der Information verarbeitenden Elektronik und der Leistungselektronik
unterteilen. Das Ziel der Information verarbeitenden Elektronik ist minimaler
Informationsverlust bei der Informationsverarbeitung, das der Leistungselektronik
dagegen minimaler Energieverlust bei der Umformung elektrischer Energie.
Die wichtigste Komponenten der Leistungselektronik sind die Leistungshalbleiter,
die in Leistungsstellglieder eingebaut werden. Diese Leistungsstellglieder heißen
Stromrichter. Die Leistungshalbleiter werden abwechselnd ein- und ausgeschaltet.
Dadurch wird der Stromfluss im Stromrichter zwischen verschiedenen Zweigen hin-
und hergeschaltet. Der Stromübergang zwischen den verschiedenen Zweigen
des Stromrichters wird Kommutierung genannt.
In der Vergangenheit konnten die Leistungshalbleiter zwar - z.B. durch einen Stromimpuls, der in eine Steuerelektrode eingespeist wurde - eingeschaltet werden, jedoch nicht wieder in gleicher Weise ausgeschaltet werden. Zum Ausschalten musste vielmehr Spannung in die entgegengesetzte Richtung , die Sperrrichtung angelegt werden. Stromfluss in Sperrrichtung war nicht möglich, daher wurde für diese Leistungshalbleiter der Name Halbleiterventile geprägt. Die Kommutierung erfolgte also durch die Wirkung einer Spannung in Sperrrichtung , die Führungsspannung genannt wurde. Die Stromrichter wurden nach der Herkunft der Führungsspannung unterschieden. Bei den fremdgeführten Stromrichtern wird diese Spannung durch eine fremde, nicht zum Stromrichter gehörige Spannungsquelle bereitgestellt. Ein Beispiel für einen fremdgeführten Stromrichter ist der netzgeführte, bei dem die Kommutierung durch die eingeprägten Spannungen eines vorhandenen Wechsel- oder Drehstromnetzes verursacht wird. Bei den selbstgeführten Stromrichtern wird diese Spannung dagegen von einem zum Stromrichter gehörenden Energiespeicher zur Verfügung gestellt.
Mittlerweile gibt es bis in den mittleren Leistungsbereich hinein eine Vielzahl von Leistungshalbleitern, die über eine Steuerelektrode einschaltbar und abschaltbar sind. Hier ist die Erzeugung einer Führungsspannung nicht mehr notwendig. Um jedoch die althergebrachte Ordnung in der Leistungselektronik nicht durcheinander zu bringen, sagt man, die Führungsspannung werde in diesem Fall durch Widerstandserhöhung des den Stromfluss löschenden Leistungshalbleiters gebildet. Stromrichter mit diesen Leistungshalbleitern werden folglich ebenfalls zu den selbstgeführten gezählt.
Selbstgeführte Stromrichter werden u.a. verwendet: