Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

8 Drehzeigermodulation
Die Drehzeigermodulation ist heute wohl das wichtigste und gebräuchlichste On-Line
Modulationsverfahren für dreiphasige Brückenschaltungen. Sie ist eng mit den Trägerverfahren
für die gleichen Schaltungen verwandt. Es kann gezeigt werden, dass die Drehzeigermodulation
einer Trägermodulation mit abgetasteten Sollwerten entspricht. Wie der
Name andeutet, werden die Schaltfunktionen mit Hilfe von Drehzeigern erzeugt. Für die
Beschreibung des Verfahrens werden die Drehzeigerdarstellung in Anhang B.1.2 und die
Darstellung der Stromrichtergrössen mittels Zeigern in Kapitel 3.3.2.3 benötigt. Die betrachtete
Schaltung und die Drehzeiger der zugehörigen geschalteten Mittelpunkt- bzw.
Phasenspannungen in der αβ-Ebene zeigt Bild 8.1. Da jede dreiphasige Brückenschaltung
nur die 8 diskreten Zustände 0 Z... 7 Z einnehmen kann, sind die Momentanwerte von Mittelpunkt-
und Phasenspannungen und damit die entsprechenden 8 Spannungszeiger 0 U bis
7 U bestimmt.Von den Zeigern sind sechs ungleich null und liegen paarweise mit umgekehrtem
Vorzeichen auf den 3 um 2π/3 versetzten Achsen a,b,c. Die zwei Zeiger 0 U und
7 U haben die Länge null. Zwischen den Spannungszeigern 1 U... 6 U liegen die Sektoren
S1...S6. Die Länge der transformierten Zeiger 1 U... 6 U beträgt je 2U d/3.
Bild 8.1. Links: dreiphasige Brücke im Zustand 7 Z, rechts: Spannungszeiger 0U... 7 Ud/2 0
Ud /2
id SU Ud +1
-1
SV +1
-1
SW U iU uU0 V iV u
+1 V0
W iW -1 uW0 Lk uV uW eU eV eW uN0
b β
3
U
S3
4
U
7U S4
5U c
S2
0U S5
U
8.1 Funktionsprinzip der Drehzeigermodulation
Analog wie bei den Phasengrössen in Kapitel 3.3.1 können kurzzeitige Mittelwerte von
Drehzeigern definiert werden. Die Mittelung erfolgt dabei über eine Abtastperiode TTast. Der kurzzeitige Mittelwert des Spannungszeigers u Str wird damit wie folgt gebildet:
u Str
t+ TTast 1
1 k
= ------------ u dt
T ∫ = ------------ Ut
Str
Tast
T ∑ k , ∑tk
=
tTast Tast
t
k
k
u U
2
U
S1
1U 6 U
a
S6
α
(8.1)