Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

7.4 Dreiphasige Brücke 137
den Phasenspannungen nicht mehr auftreten, kann zur Vergrösserung der Sollwertamplituden
und damit zur erweiterten Aussteuerung des Stromrichters ausgenutzt werden.
Dazu wird allen 3 Sollwerten für die Brückenzweige das Gleichtaktsignal u G,Soll mit der
dreifachen Grundfrequenz zugefügt (injiziert). Es ist im einfachsten Fall ein Sinussignal
gemäss (7.58). Die resultierenden niederfrequenten Anteile (Spannungen im Basisband)
von Mittelpunkt-, Sternpunkt- und Phasenspannung zeigt Bild 7.30 links. Im gleichen
Bild rechts sind die Spektra von Phasen- und Mittelpunktspannung dargestellt. Es zeigt
sich, dass bei gleichem Modulationsgrad die Amplitudenverteilung der Spektrallinien in
U d/2
1
0.5
0
-0.5
-1
ε
u G
u U0
u U
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
ω 1t/2π
-60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Bild 7.30. Links: niederfrequente Anteile von Mittelpunkt, Sternpunkt- und Phasenspannung bei
Injektion einer 3. Harmonischen, A I =1/6, M=1.155, rechts: zugehörige Spannungsspektra
der geschalteten Mittelpunkt- und Phasenspannung für q=21, 0dB: U d/2
den Trägerbändern so ist, dass die gesamten Verzerrungen von Spannungen und Strömen
kleiner sind als bei rein sinusförmigen Sollwerten.
uG, Soll
=
AIM Ud ------ sin(
3 ω
2 1t) (7.58)
Die Amplitude der injizierten Harmonischen kann nach verschiedenen Gesichtspunkten
gewählt werden. Meistens wird sie so optimiert, dass der zulässige Modulationsgrad maximal
wird. Da die Gleichtaktspannung aber auch die Strom- und Spannungsverzerrungen
beeinflusst, kann auch eine Optimierung auf minimale Verzerrungen vorgenommen werden.
Wird die Amplitude der 3. Harmonischen für maximale Aussteuerung optimiert, so
liegen die auftretenden Verzerrungen sehr nahe bei den Werten, wie sie mit einer Optimierung
auf minimale Verzerrungen erreicht werden. Weiter kann die Amplitude abhängig
vom Modulationsgrad der Grundschwingung variiert werden. Der Einfachheit halber
wird aber üblicherweise ein festes Amplitudenverhältnis von 3. Harmonischer zur Grundschwingung
verwendet, d.h. A I bleibt konstant.
Amplitude der 3. Harmonischen für maximale Aussteuerung: Die Amplitude A I in
(7.58) kann mit Hilfe einer einfachen Überlegung bestimmt werden: beim Winkel ε=π/3
kann die Amplitude der Mittelpunktspannung u U0,Soll mit der 3. Harmonischen nicht be-
dB
10
.
0
-10
-20
-30
-40
-50
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
u U
.
.
.
.
. .
u U0
. .
f/f 1