Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

180 Kapitel 6: Eingangsstrombeobachtung
Abb.6.13 zeigt die Empfindlichkeit der Phasenstromrekonstruktion in Bezug auf
Ungenauigkeiten des Systemmodells. Es sind der Zeitverlauf des tatsächlichen
Phasenstroms iU,T (5A/Div) und der Schätzwert îU,T bei optimaler Parameterwahl sowie
bei Variation der Integrationszeitkonstante TI = RI CI dargestellt. Eine Halbierung der
Integrationszeitkonstante TI → ½TI (Abb.6.13(a)) zeigt, dass die Welligkeit des
beobachteten Stroms um ca. einen Faktor 2 zu groß wird, die Grundschwingungs-
amplitude stimmt gut überein. Eine Verdopplung der Integrationszeitkonstante TI → 2TI
bewirkt bei aktiviertem Nullkomponentenregler K(s) ≠ 0 (Abb.6.13(b)), dass der
rekonstruierte Stromverlauf zu glatt ist, d.h. der Rippel ist nur halb so groß wie für den
eigentlichen Phasenstrom. Wird nun der Nullkomponentenregler deaktiviert, d.h.
K(s) = 0, so weist der rekonstruierte Stromverlauf in den Abschnitten, wo auch H(s)
unterbrochen ist, eine vergleichsweise hohe Abweichung vom tatsächlichen
Stromverlauf auf.
6.6 Zusammenfassung zum Phasenstrombeobachter
Dieser Abschnitt zeigt, dass eine einfache, kostengünstige Möglichkeit zur Erfassung
der Eingangsphasenströme über Messung des Mittelpunktsstroms besteht. Es können
zwei teure, aktive DC Halleffektstromwandler durch einen passiven AC Stromwandler
mit einem Ferritringkern ersetzt werden. Offsetprobleme der aktiven Wandler werden
vermieden und die Symmetrie der drei Phasenströme ist durch den symmetrischen
Aufbau der drei Phasenstrombeobachter sowie den Nullkomponentenregler
sichergestellt.
Nachteilig wirkt sich die Tatsache aus, dass der Ausgangsspannungsmittelpunkt im
Leiterplattenlayout nur durch eine Stichleitung und nicht flächig durch z.B. eine
Multilayerplatine angespeist werden kann. Durch das Einfügen des Stromwandlers
erhöht sich die Kommutierungsinduktivität geringfügig und dadurch die transienten
Spannungen beim Ausschalten der Leistungstransistoren. Es besteht außerdem das
Risiko, dass Störungen an der Steuerplatine durch hochfrequente Ableitströme infolge
der Gleichtaktspannungen [42] in Verbindung mit den parasitären Kapazitäten am AC
Stromwandler und den Zusatzwicklungen der Eingangsinduktivitäten auftreten [82].
Der nächste Abschnitt ist daher dem Thema Störungen bzw. EMV (elektromagnetische
Verträglichkeit) gewidmet.