Soft Switching Three Level Inverter (S3L-Inverter)
Der Soft Switching Three Level Inverter (abgekürzt S3L-Inverter) ist ein Wechselrichter mit besonders hoher Effizienz für den Einsatz bei Drehstromantrieben, als Netzeinspeise- oder Inselwechselrichter für Photovoltaik- und Windkraftanlagen sowie bei Stromversorgungen. Er besteht aus dem bekannten 3-Stufen-Pulswechselrichter in T-Type-Ausführung, dem ein neuartiges Schaltentlastungsnetzwerk hinzugefügt wurde. Die Hauptaufgabe dieses Netzwerks, das aus nur wenigen einfachen passiven Komponenten aufgebaut ist, besteht darin, die sogenannten Schaltverluste der Leistungstransistoren und -dioden des Pulswechselrichters zu vermeiden. Dadurch werden die Verluste verringert und der Wirkungsgrad gesteigert, was sowohl mit Blick auf Solar- und Windkraftwechselrichter als auch bei Frequenzumrichter-gespeisten Drehstromantrieben von größtem Interesse ist. Darüber hinaus verringert dieses Netzwerk die Spannungssteilheiten der Ausgangsspannungen auf Werte beispielsweise kleiner als 1 kV/us und kann daher als integriertes du/dt-Filter bezeichnet werden. Zudem können EMV-Maßnahmen kleiner ausfallen.
Die Schaltung wurde 2010 zum Patent angemeldet. Inzwischen ist das Patent in Deutschland, USA, Japan, Korea, Kanada und China rechtskräftig erteilt. Weitere Erteilungsverfahren in wichtigen Industrienationen stehen kurz vor dem Abschluss.
Nach einem 3-phasigen Prototyp mit einer Leistung von 20 kVA wurde ein 1-phasiger Wechselrichter mit 33 kVA entwickelt.
Literatur:
- Gekeler, Manfred W.: Soft Switching Three Level Inverter with Passive Snubber Circuit (S3L Inverter); EPE (European Conference on Power Electronics and Applications) 2011; August 2011, Birmingham, UK; ISBN: 9789075815153
- Gekeler, Manfred W.: Weich schaltender 3-Stufen-Pulswechselrichter mit verlustfreiem Entlastungsnetzwerk (Soft Switching Three Level Inverter with non-dissipative Snubber Circuit (S3L Inverter)); VDE ETG Kongress November 2011, Würzburg; ISBN 978-3-8007-3376-7
- 3-Stufen-Pulswechselrichter mit Entlastungsnetzwerk. Deutsche Patentschrift DE 10 2010 008 426 B4 2011.09.01. Patentinhaber: Hochschule Konstanz; Erfinder: Gekeler, Manfred W.
- Gekeler, Manfred W.:一种达到最高效率的新型软切换 三电平逆变器拓扑结构 A Novel Topology of Soft Switching Three-level Inverters for Highest Efficiency Rates. Proceedings of the Chines Society for Electrical Engineering (PCSEE). Vol. 33, No. 21, Pp. 1-8, Jul. 25, 2013
- Gekeler, Manfred W.: Soft Switching Three Level Inverter (S3L Inverter); EPE (European Conference on Power Electronics and Applications) 2013; August 2013, Lille, Frankreich; ISBN: 78-90-75815-17-7 and 978-1-4799-0114-2
- Gekeler, Manfred W.: Optimierte PWM Steuerung für Soft Switching Three Level Inverter (S3L Inverter)); VDE ETG Kongress November 2013, Berlin; ISBN 978-3-8007-3550-1
- Gekeler, Manfred W.; Schreitmüller, Stefan; Voigt, Gunter: EMV- und Effizienzvergleich von hart und weich schaltenden 3 Stufen – Pulswechselrichtern; EMV Kongress Februar 2016, Düsseldorf; S. 217 – 224; ISBN 978-3-86359-396-4