Vermogenselektronica: verschil tussen versies

Vermogenselektronica is de wetenschap waarbij de energietechniek en de elektronica samenkomen.

Vermogenselektronica is ontstaan bij de ontwikkeling van elektrische tractie zoals bij locomotieven. Men zocht naar mogelijkheden om de snelheid van een trein te kunnen regelen. Vanaf het begin gebruikte men hiervoor rij-weerstanden om de tractiemotoren te sturen. Bij deze -veelal- gelijkstroommotoren moeten de collector en koolborstels nog (mechanisch) onderhouden worden, in tegenstelling tot de moderne kooianker-draaistroommotoren: de zgn. borstelloze asynchrone inductiemachines. Voor zowel de gelijk- als wisselstroomtractie zijn verschillende vermogenscomponenten sinds de zestiger jaren tot ontwikkeling gekomen:

Transistor / IGBT

Werkt net als zijn kleine broertje. Het nadeel van een transistor is de "gate" stuurstroom. Want de stuurstroom bepaalt de stroom die er gaat lopen. Dus kan het zijn dat men 500mA nodig heeft om de transistor open te sturen. De IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor heeft, zoals de naam al zegt, een geïsoleerde stuurelektrode zonder vorengenoemd bezwaar: een MOSFET-ingang stuurt als het ware de zware vermogenstransistor, schakelbaar rond ½ MW. Dit moderne element is meer geschikt voor draaistroomtractie.

Thyristor / GTO / RCT

Een thyristor is een halfgeleider met de werking van een elektronische schakelaar die geschikt is om grote vermogens bij hoge spanningen met betrekkelijk weinig verlies te schakelen. Een GTO is een "Gate Turn Off" thyristor; het verschil is dat men een GTO kan doven d.m.v. een negatieve triggerpuls op de gate. Een RCT = Reverse Conducting Thyristor heeft een antiparallelle diode geïntegreerd op het halfgeleidertablet, en is dus zéér compact voor grote vermogens! In GTL en ICM-materieel (Koploper) worden RCT-choppers met een fors vermogen -- ½ tot 1½ MW -- toegepast.

Met deze vermogenselektronische componenten worden gelijkstroomchoppers en (nu) veel draaistroominvertors vervaardigd gebaseerd op de gangbare elektronica schakeltechnieken, echter voorzien van netwerken tegen parasitaire invloeden van o.a. hoog-energetische velden en steile pulsmodulatie.

Zie ook

• Elektrische tractie
• Chopper