Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

7.3 Einphasige Brücke 129
maximal möglichen Wert. So resultiert für den Effektivwert (7.39). Selbstverständlich
werden dabei auch die Stromverzerrungen gross.
2
2
TTΔUAB, eff = UdTT = konstant ⇒ UAB, eff =
Ud (7.39)
Die Betrachtungen verdeutlichen eine einfache Regel für die Brückenschaltung: sollen
die Spannungsverzerrungen klein bleiben, dürfen innerhalb einer Trägerperiode an der
Last nur eine Spannungspolarität und spannungslose Abschnitte auftreten, wie das auch
in Bild 7.21 rechts skizziert ist. Während der positiven Halbwelle des Sollwertes ist die
Polarität plus und entsprechend während der negativen minus. Diese Regel wird von allen
praktisch verwendeten Verfahren eingehalten.
Bei beiden Kurvenverläufen in Bild 7.22 besteht die Phasenspannung nur aus einem
Spannungspuls pro Trägerperiode. Damit ist im Spannungsspektrum das erste Trägerband
dominant, wie die entsprechenden Spektra in Bild 7.22 unten bestätigen.
7.3.3 Trägersignale für doppelte Trägerfrequenz in der Phasenspannung
Bild 7.23 zeigt zwei Möglichkeiten, wie die Phasenspannung u AB aus zwei Spannungspulsen
pro Trägerperiode aufgebaut werden kann. Bei dem im linken Bild dargestellten
Verfahren werden dazu zwei Sägezahnsignale verwendet. Das zweite ist gegenüber dem
ersten invertiert und um eine halbe Trägerperiode versetzt. Im rechten Bild ist ein Dreiecksignal
eingesetzt. Die entsprechenden Spektra im Bild unten zeigen, dass für beide
Verfahren alle Amplituden im ersten Trägerband null sind. Für die Last wird erst die doppelte
Trägerfrequenz wirksam, was sich sehr positiv auf den Verzerrungsstrom auswirkt.
Es ist zu beachten, dass das erste Trägerband in den Mittelpunktspannungen nach wie vor
auftritt. Es verschwindet aber in der Phasenspannung, weil die entsprechenden Frequenzkomponenten
in beiden Teilsignalen gleichphasig sind und sich deshalb kompensieren.
In erster Näherung sind beide Verfahren gleichwertig. Die exakte Berechnung ergibt
minimal kleinere Stromverzerrungen bei der Verwendung von zwei versetzten Sägezahnsignalen.
Bei q=7 beträgt der Unterschied ca. 1% und bei grösseren Frequenzverhältnissen
immer weniger. Ein Vorteil des dreieckförmigem Trägersignals ist dagegen die Konzentration
auf weniger Frequenzlinien.
In praktischen Anwendungen werden bei einphasigen Brückenschaltungen fast ausschliesslich
dreieckförmige Träger verwendet. Diese Modulation lässt sich auch mit nur
einem Sollwert und dafür zwei entgegengesetzten Trägersignalen durchführen. Von den
so erzeugten Schaltsignalen muss anschliessend eines noch invertiert werden. Bild 7.24
verdeutlicht dieses Prinzip.
Alle erwähnten Varianten zur Erzeugung von zwei Spannungspulsen innerhalb einer
Trägerperiode werden als Trägerverfahren mit versetzter Taktung bezeichnet.
7.3.4 Beschreibung von Spannungen und Strömen im Frequenzbereich
Analog zur Halbbrücke interessieren die verschiedenen auftretenden Spannungen, Ströme
und deren Frequenzen an der Last. Diese Grössen lassen sich auch hier für beliebige Trä-