du/dt-Reduktion bei Umrichtern durch flankenresonanten Betrieb paralleler Zweige

Die Schaltgeschwindigkeit moderner Leistungs­halbleiter in Traktions­umrichtern nimmt durch die Verfüg­barkeit von SiC-Materialien (SiC – Silizium-Carbid) signifikant zu. Dies führt zu deutlich geringeren Um­richter­­verlusten, jedoch auch zu einer viel stärkeren Beanspruchung für das Isolations­system der Motor­wick­lungen. In dieser Veröffentlichung wird deshalb ein Verfahren vorgestellt, das die du/dt-Rate der Um­rich­ter-Ausgangs­spannung auf Werte heutiger IGBTs reduziert, dabei aber die Schalt­ge­schwindigkeit der SiC-Halb­leiter beibehält und prinzipbedingte Zusatzverluste vermeidet. Die Halbbrücke jeder Phase wird dabei in zwei parallele SiC-Zweige aufgeteilt, deren Ausgangs­spannungen mittels einer Saugdrossel kombiniert werden. Durch eine leicht verzögerte Ansteuerung der beiden Zweige und einen zusätzlichen Resonanz­kondensator am Ausgang kann über Nutzung der Drossel-Streuindu­ktivität eine Motorspannung mit kosi­nusförmigen Flanken mit motorkompatiblem du/dt erzeugt werden.