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Bibliographic Metadata

Title
High power factor high-current variable-voltage rectifiers
AuthorSolanki, Jitendra
ExaminerBoecker, Joachim ; Liserre, Marco
Published2015
Institutional NotePaderborn, Univ., Diss., 2015
Annotation
Tag der Verteidigung: 11.06.2015
Defended on2015-06-11
LanguageEnglish
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-16395 
Files
High power factor high-current variable-voltage rectifiers [2.83 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Hochstrom-Gleichrichter mit variabler Ausgangsspannung (HCVV-Rectifiers) werden in der Metall- und der Chemischen-Industrie verwendet. Die typische Nennleistung beträgt zwischen mehreren zehn Kilowatt bis einigen hundert Megawatt. Selbst mit der Weiterentwicklung durch Leistungsfaktorkorrektur-Gleichrichter bleiben 6-, 12- oder 24-pulsige Thyristor-/Dioden-Gleichrichter der Stand der Technik bei AC/DC Wandlern. Die Hauptgründe sind ihre hohe Zuverlässigkeit, der hohe Wirkungsgrad und die Verfügbarkeit geeigneter Halbleiter-Bauelemente. Die größten Probleme sind ihr geringer Eingangs-Leistungsfaktor, die hohe Verzerrung des Stroms, ein hohes Gewicht und ihre Baugröße. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, werden in dieser Arbeit zwei Ansätze verfolgt. Als erstes werden Probleme des Thyristor-Gleichrichters bezüglich der Leistungsqualität durch passive und hybride Filter angegangen. Im zweiten Teil der Arbeit, werden unterschiedliche Transformator-basierte Topologien, die mit mittlerer Frequenz arbeiten, für HCVV-Lasten vorgestellt.

Abstract (English)

High-current variable-voltage (HCVV) rectifiers are used in the metal and chemical industries. Typical power ratings vary from tens of kW to hundreds of MW. Even with the advancement of the power factor correction rectifiers, accepted choices of high-current AC to DC converters remain 6, 12 or 24-pulse thyristor/diode rectifiers, because of high reliability, efficiency and availability of suitable semiconductor devices. The main issues with these rectifiers are poor input power factor, high current harmonic distortion, high-maintenance cost, high weight and large volume. Moreover, to achieve low output voltage ripple, large capacitive filters are required. To tackle these issues, a two-pronged approach is taken in this thesis. First, the power quality issues of thyristor rectifiers are addressed with the help of passive and hybrid filters. Second, completely different, medium-frequency transformer-based topologies are proposed for the HCVV applications.