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Universität Stuttgart

Stromversorgung

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Im Laborgebäude L3 steht eine äußerst leistungsfähige Hochstromanlage zur Verfügung, an die nahezu alle Versuchsanlagen des Instituts für Raumfahrtsysteme angeschlossen sind.

Diese Anlage ist ein stromgeregelter Thyristorgleichrichter. Er besteht aus insgesamt zwölf identischen Einheiten von je 0,5 MW Leistung. Durch Reihen- oder Parallelschaltung kann je nach Strom- bzw. Spannungsbedarf das gewünschte Leistungsniveau vorgewählt werden. Die effektive Spannung stellt sich entsprechend des vorgewählten Stromes, durch den im Experiment gegebenen Widerstand ein. Der maximale Strom beträgt 48 kA bei 125 V. Die maximale Spannung ist 6000 V bei 1000 A. In nebenstehender Abbildung ist die Strom-m-Spannungs-Charakteristik der Hochstromanlage mit den einzelnen Arbeitsbereichen der unterschiedlichen am IRS untersuchten Plasmageneratoren und Triebwerke dargestellt.

Hochstromumformer Energieverteiler

Das Spannungsniveau der zugeschalteten Anlagen liegt teils beträchtlich über der eigentlichen Betriebsspannung der jeweiligen Geräte und wird vor allem zur Zündung des Plasmas benötigt. Durch den raschen Anstieg der angelegten Spannung wird so zu Beginn ein Paschendurchbruch erzielt und eine separate Zündanlage wie sie bei kleineren Anlagen oftmals notwendig sind, kann somit entfallen.

Lediglich die Teststände Nr. 5 und Nr. 11 für thermische Lichtbogentriebwerke benötigen wegen des geringen Leistungsniveaus unterhalb von 2 kW bzw. für Langzeitversuche eigene Versorgungseinheiten. Diese kompakten und speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmten Power Processing Units (PPU) sind wichtiger Bestandteil der Entwicklung von kompletten Antriebs-Subsystemen.

Für die verschiedenartigsten Anforderungen von Experimenten an die elektrische Energieversorgung, stehen noch weitere Strom- bzw. Spannungsversorgungen wie in der nachfolgenden Tabelle aufgelistet zur Verfügung.

1. Thyristorgleichrichteranlage stromgeregelt max. 1000 A bei 500 V
2. Gleichstrom A spannungsgeregelt max. 40 A bis 460 V ±0,5%
3. Gleichstrom B spannungsgeregelt max. 40 A bis 230 V ±0,5%
4. Gleichstrom S spannungsgeregelt max. 40 A bis 400 V ±0,5%
5. Gleichstrom T spannungsgeregelt max. 40 A bis 230 V ±0,5%
6. Gleichstrom U spannungsgeregelt max. 40 A bis 115 V ±0,5%
7. Quecksilbergleichrichter stromgeregelt max. 220 A bei 3600 V
8. Umformer N spannungsgesteuert max. 400 V bei 250 A
9. Umformer P frequenzgenau 50 - 400 Hz
10. Std. Netzversorgungen 50 Hz 3-Phasen 400 V bis 50 kW