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<title>Stromrichter</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Stromrichter</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Stromrichter</b> (englisch <i>power converter</i>) sind <i>ruhende</i> elektrische Geräte bzw. Anlagen – das heißt ohne bewegliche Teile, aber nicht notwendig <i>stationär</i> – zur Umwandlung einer eingespeisten <a href="Elektrischer_Strom" title="Elektrischer Strom">elektrischen Stromart</a> (<a href="Gleichstrom" title="Gleichstrom">Gleichstrom</a>, <a href="Wechselstrom" title="Wechselstrom">Wechselstrom</a>) in die jeweils andere, oder zur Änderung charakteristischer Parameter wie der <a href="Elektrische_Spannung" title="Elektrische Spannung">Spannung</a> und der <a href="Wechselstrom" title="Wechselstrom">Frequenz</a>. Oft werden beide Prinzipien in Kombination angewendet, etwa bei einem PC-<a href="Schaltnetzteil" title="Schaltnetzteil">Schaltnetzteil</a>, das die Netz-<a href="Wechselspannung" title="Wechselspannung">Wechselspannung</a> von 230 <a href="Volt" title="Volt">Volt</a> in eine <a href="Gleichspannung" title="Gleichspannung">Gleichspannung</a> umwandelt, die zudem mit typischerweise 5 Volt um ein Vielfaches niedriger ist.

</p><p>Es gibt verschiedene Bauformen bzw. Typen von Stromrichtern für ein großes Spektrum an Anwendungsbereichen. Die Geräteklasse besitzt erhebliche technische und wirtschaftliche Bedeutung, so finden sich Stromrichter heutzutage in einem Großteil der mit <a href="Netzstrom" class="mw-redirect" title="Netzstrom">Netzstrom</a> betriebenen <a href="Elektroger%C3%A4t" title="Elektrogerät">elektrischen Geräte</a>, zudem sind sie ein wichtiger Bestandteil moderner Anlagen zur <a href="Elektrische_Energietechnik" title="Elektrische Energietechnik">Stromerzeugung und -verteilung</a>. Charakteristischerweise geschieht die Umwandlung mittels elektronischer Bauelemente auf der Basis von <a href="Halbleiter" title="Halbleiter">Halbleitermaterialien</a>. Manche Stromrichtertypen enthalten zusätzlich auch einen <a href="Transformator" title="Transformator">Transformator</a>, der aus Effizienzgründen oft mit <a href="Hochfrequenz" title="Hochfrequenz">Hochfrequenz</a> betrieben wird.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Arten_von_Stromrichtern">Arten von Stromrichtern</h2></div>

<p>Stromrichter für die Umwandlung von <a href="Wechselstrom" title="Wechselstrom">Wechselstrom</a> in <i><a href="Gleichstrom" title="Gleichstrom">Gleichstrom</a></i> heißen <i><a href="Gleichrichter" title="Gleichrichter">Gleichrichter</a></i> (engl. <i>rectifier</i>). <i><a href="Wechselrichter" title="Wechselrichter">Wechselrichter</a></i> (engl. <i>inverted rectifier</i> oder <i>power inverter</i>) wandeln Gleich- in <i>Wechsel</i>strom um. Für die Umwandlung einer Wechselstromart in eine andere werden <i><a href="Umrichter" title="Umrichter">Umrichter</a></i> (engl. <i>frequency changer</i>) eingesetzt; so dient beispielsweise der <a href="Frequenzumrichter" title="Frequenzumrichter">Frequenzumrichter</a> der Änderung einer Wechselstrom<i>frequenz</i>. <i><a href="Gleichspannungswandler" title="Gleichspannungswandler">Gleichspannungswandler</a></i> (engl. <i>DC-to-DC converter</i>) wandeln eine erste Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung um, die höher, niedriger oder invertiert sein kann. Die Wandlung wird generell mit Hilfe <a href="Elektrisches_Bauelement" title="Elektrisches Bauelement">elektronischer Bauelemente</a> auf Basis von <a href="Halbleiter" title="Halbleiter">Halbleitern</a> ausgeführt – etwa mit <a href="Diode" title="Diode">Dioden</a>, <a href="Transistor" title="Transistor">Transistoren</a> oder <a href="Thyristor" title="Thyristor">Thyristoren</a>, dabei insbesondere mittels <a href="MOSFET" class="mw-redirect" title="MOSFET">MOSFETs</a>, <a href="IGBT" class="mw-redirect" title="IGBT">IGBTs</a> und <a href="IGCT" class="mw-redirect" title="IGCT">IGCTs</a>. Früher wurden auch <a href="Elektronenr%C3%B6hre" title="Elektronenröhre">Vakuumröhren</a>, <a href="Quecksilberdampfgleichrichter" title="Quecksilberdampfgleichrichter">Quecksilberdampfgleichrichter</a> und <a href="Thyratron" title="Thyratron">Thyratrons</a> eingesetzt. Als Energie-Zwischenspeicher werden dabei in den Geräten oft <a href="Kondensator_(Elektrotechnik)" title="Kondensator (Elektrotechnik)">Kondensatoren</a> oder <a href="Induktivit%C3%A4t_(Bauelement)" title="Induktivität (Bauelement)">Induktivitäten</a> eingesetzt.

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<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Abgrenzung_zu_anderen_Technologien">Abgrenzung zu anderen Technologien</h2></div>

<p>Dagegen bezeichnet man <i>rotierende</i> Anlagen, in denen die Umwandlung durch <a href="Elektrischer_Generator" title="Elektrischer Generator">Generatoren</a> erfolgt, die von <a href="Elektromotor" title="Elektromotor">Elektromotoren</a> angetrieben werden, als <a href="Umformer" title="Umformer">Umformer</a>. Bei neuen Anlagen sind diese inzwischen von den Stromrichtern verdrängt worden. Ähnlich wie ein <a href="Transformator" title="Transformator">Transformator</a> formt ein Stromrichter <a href="Elektrische_Energie" title="Elektrische Energie">elektrische Energie</a> um, gilt aber im Gegensatz zu jenem per <a href="Definition" title="Definition">Definition</a> <i>nicht</i> als <a href="Elektrische_Maschine" title="Elektrische Maschine">elektrische Maschine</a> – weil ein Stromrichter im Allgemeinen keinen <i><a href="Magnetischer_Kreis" title="Magnetischer Kreis">magnetischen Kreis</a></i> als zentrales Element aufweist bzw. dieser, falls vorhanden, für das Zusammenspiel mit der Halbleiter-Schaltung ausgelegt ist.

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<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungsbeispiele">Anwendungsbeispiele</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Stromversorgung">Stromversorgung</h3></div>

<p>Eine der häufigsten Anwendungen von Stromrichtern sind elektrische <a href="Netzteil" title="Netzteil">Netzteile</a> in der Form von <a href="Schaltnetzteil" title="Schaltnetzteil">Schaltnetzteilen</a>. Diese haben die früher üblichen Netzteile mit <a href="Transformator" title="Transformator">Transformatoren</a> fast vollständig verdrängt und sind heute in fast jedem elektronischen Gerät zu finden, insbesondere in <a href="Personal_Computer" title="Personal Computer">Personal Computern</a>, Geräten der <a href="Unterhaltungselektronik" title="Unterhaltungselektronik">Unterhaltungselektronik</a> und als Steckernetzteil z. B. für <a href="Mobiltelefon" title="Mobiltelefon">Mobiltelefone</a>, <a href="Digitalkamera" title="Digitalkamera">Digitalkameras</a> oder <a href="WLAN-Router" class="mw-redirect" title="WLAN-Router">WLAN-Router</a>. Hierbei werden die Geräte eingangsseitig meist mit Netz-<a href="Wechselspannung" title="Wechselspannung">Wechselspannung</a> versorgt, am Ausgang liefert das Netzteil eine <a href="Gleichspannung" title="Gleichspannung">Gleichspannung</a> mit festem oder einstellbarem Spannungswert, bei PCs auch mit mehreren unterschiedlichen Spannungswerten. Eine einfachere Bauform stellt das <a href="Kondensatornetzteil" title="Kondensatornetzteil">Kondensatornetzteil</a> dar.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Motorsteuerung">Motorsteuerung</h3></div>

<p>Stromrichter werden auch für die <a href="Steuerungstechnik" title="Steuerungstechnik">Steuerung</a> und <a href="Regelungstechnik" title="Regelungstechnik">Regelung</a> von drehzahlveränderlichen <a href="Elektromotor" title="Elektromotor">Elektromotoren</a> verwendet, dabei kommen häufig sogenannte <a href="Vierquadrantensteller" title="Vierquadrantensteller">Vierquadrantensteller</a> als Ansteuerung zum Einsatz. Der wichtigste Anwendungsfall in diesem Zusammenhang ist der Einsatz in elektrisch angetriebenen Schienen- und Straßenfahrzeugen wie <a href="Hochgeschwindigkeitszug" title="Hochgeschwindigkeitszug">Hochgeschwindigkeitszügen</a>, <a href="Elektrolokomotive" title="Elektrolokomotive">Elektrolokomotiven</a>, <a href="Stra%C3%9Fenbahn" title="Straßenbahn">Straßenbahnen</a>, <a href="Oberleitungsbus" title="Oberleitungsbus">Oberleitungsbussen</a> sowie <a href="Elektroauto" title="Elektroauto">Elektro-</a> und <a href="Hybridelektrokraftfahrzeug" title="Hybridelektrokraftfahrzeug">Hybrid-Autos</a>. Weitere Anwendungsfälle betreffen <a href="Pumpe" title="Pumpe">Pumpen</a>, <a href="L%C3%BCfter" class="mw-redirect" title="Lüfter">Lüfter</a> und <a href="Werkzeugmaschine" title="Werkzeugmaschine">Werkzeugmaschinen</a>. Bei letzteren dienen als <a href="Regelgr%C3%B6%C3%9Fe" title="Regelgröße">Regelgrößen</a> meist die <a href="Drehzahl" title="Drehzahl">Drehzahl</a>, die Drehlage oder das abzugebende <a href="Drehmoment" title="Drehmoment">Drehmoment</a>. Die so von einer Regelelektronik gesteuerten Motoren werden teils als <a href="Servomotor" title="Servomotor">Servomotor</a> bezeichnet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Industrielle_Hochstrom-Anwendungen">Industrielle Hochstrom-Anwendungen</h3></div>

<p>Als weiteren Anwendungsfall von Stromrichtern sind <a href="Elektrolyse" title="Elektrolyse">Elektrolyse</a>- und <a href="Schmelzen" title="Schmelzen">Schmelzprozesse</a> in der <a href="Metallindustrie" title="Metallindustrie">Metallindustrie</a> zu nennen. Hier wird durch einen <a href="Transformator" title="Transformator">Transformator</a> eine <a href="Wechselspannung" title="Wechselspannung">Wechselspannung</a> von wenigen Volt erzeugt, die durch Hochstromgleichrichter in die erforderliche <a href="Gleichspannung" title="Gleichspannung">Gleichspannung</a> mit niedriger Spannung (im Bereich weniger Volt) bei sehr hohen Strömen (im Bereich von mehreren tausend Ampere) umgewandelt wird.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Hochspannungs-Energieübertragung"><span id="Hochspannungs-Energie.C3.BCbertragung"></span>Hochspannungs-Energieübertragung</h3></div>

<p>Auch bei der <a href="Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung" title="Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung">Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung</a> erfolgen das Gleich- und Wechselrichten des <a href="Elektrischer_Strom" title="Elektrischer Strom">elektrischen Stroms</a> durch Stromrichter. Die Umwandlung von <a href="Dreiphasenwechselstrom" title="Dreiphasenwechselstrom">Drehstrom</a> in <a href="Gleichstrom" title="Gleichstrom">Gleichstrom</a> und umgekehrt findet dabei in einer <a href="Stromrichterstation" title="Stromrichterstation">Stromrichterstation</a> statt. Diese beinhaltet neben dem Stromrichter auch <a href="Leistungstransformator" title="Leistungstransformator">Stromrichtertransformatoren</a>, die dem Stromrichter an der <a href="Dreiphasenwechselstrom" title="Dreiphasenwechselstrom">Drehstromseite</a> vor- oder nachgeschaltet sind. Die Stromrichtertransformatoren dienen nicht nur der Anpassung der <a href="Elektrische_Spannung" title="Elektrische Spannung">Spannung</a> des <a href="Dreiphasenwechselstrom" title="Dreiphasenwechselstrom">Drehstromnetzes</a> an die der <a href="Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung" title="Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung">HGÜ</a>, sondern auch der Elimination zahlreicher <a href="Harmonische" title="Harmonische">Oberschwingungen</a>.

</p>

<div class="gallerytext">Älterer Starkstrom-<a href="Quecksilberdampfgleichrichter" title="Quecksilberdampfgleichrichter">Quecksilberdampfgleichrichter</a> von <a href="Siemens" title="Siemens">Siemens</a>, für 560 V und 1330 A</div>

</li>

<div class="gallerytext">Gesteuerte <a href="Gleichrichter" title="Gleichrichter">Gleichrichter</a>türme bestehend aus je 96 <a href="Thyristor" title="Thyristor">Thyristoren</a> für 250 kV und 2000 A, kanadisches EVU <a href="Manitoba_Hydro" title="Manitoba Hydro">Manitoba Hydro</a></div>

</li>

<div class="gallerytext">Thyristortürme in der <a href="Stromrichterhalle" class="mw-redirect" title="Stromrichterhalle">Stromrichterhalle</a> einer <a href="Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung" title="Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung">Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung</a>, zur Größe siehe Person am unteren Bildrand</div>

</li>

<div class="gallerytext">Gekapselter <a href="Gleichspannungswandler" title="Gleichspannungswandler">Gleichspannungswandler</a> in Modulbauform für <a href="Leiterplatte" title="Leiterplatte">Leiterplatten</a>bestückung, Abmessungen ca. 13 mm × 10 mm × 7 mm</div>

</li>

<div class="gallerytext">Ein <a href="Solarwechselrichter" title="Solarwechselrichter">Solarwechselrichter</a> montiert unter einer <a href="Photovoltaikanlage" title="Photovoltaikanlage">Solar-Freiflächenanlage</a></div>

</li>

<div class="gallerytext">Ein kleinerer <a href="Wechselrichter#Wechselrichter_in_Kraftfahrzeugen" title="Wechselrichter">mobiler Wechselrichter</a>, zur Umwandlung von 12 V Gleichspannung (z. B. die <a href="Bordnetz" title="Bordnetz">Bordspannung</a> eines Autos) in 230 V Netz-Wechselspannung</div>

</li>

<div class="gallerytext">Ein geöffneter Desktop-PC von oben, links oben ist das Gehäuseblech des <a href="Schaltnetzteil" title="Schaltnetzteil">Schaltnetzteils</a></div>

</li>

</ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Gert Hagmann: <i>Leistungselektronik.</i> 3. Auflage. AULA-Verlag GmbH, Wiebelsheim 2006, ISBN 978-3-89104-700-2.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><span class="noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Wiktionary"></span></span></span><b><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/Stromrichter" class="extiw external" title="wikt:Stromrichter">Wiktionary: Stromrichter</a></b> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>

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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4058102-0">4058102-0</a></span> | <a href="Library_of_Congress_Control_Number" title="Library of Congress Control Number">LCCN</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://id.loc.gov/authorities/sh85041637">sh85041637</a></span> </div>

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