Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

158 8 Drehzeigermodulation
Unter Berücksichtigung des Zieles, den Stromrichter mit einer möglichst niedrigen
Schaltfrequenz zu betreiben, sind die Zustandsübergänge mit nur einem Schaltvorgang zu
bevorzugen.
Sind die innerhalb einer Taktperiode benötigten Spannungszustände bestimmt, so stellt
sich die Frage, in welcher Folge sie optimal geschaltet werden. Für die folgende Betrachtung
wird davon ausgegangen, dass der Stromrichter pro Taktperiode zwei spannungsbildende
Zustände ( 1 Z... 6 Z) und mindestens einen Nullzustand einnehmen muss.
Am Ende der Taktperiode T Tast wird bei allen betrachteten Anordnungen die Ablaufreihenfolge
umgekehrt. Damit wird erreicht, dass an dieser Stelle nicht geschaltet wird.
In Bild 8.5 sind 3 mögliche Zustandssequenzen im ersten Sektor dargestellt:
Sequenz 1:
0 Z
0 Z
0 Z
1 Z
Sequenz 2:
Sequenz 3:
2 Z
1 Z
7 Z 7 Z
2 Z
2 Z
T Tast
2 Z
1 Z
1
Z
0
Z
2
Z
7
Z
7
Z
TTast 2 Schaltvorgänge
0Z t
2TTast Bild 8.5. Mögliche Sequenzen der Stromrichterzustände
1 Z
2 Z
0 Z
t7 t2 t1 t0 TTast 2TTast 0 Z 1 Z
t
0 Z
7 Z 7 Z
Sequenz 1, 3 Schaltvorgänge pro Abtastperiode: Bei der obersten Sequenz in Bild 8.5
werden beide Nullzustände 0 Z und 7 Z verwendet. Bei allen 3 Zustandswechseln erfolgt
jeweils nur ein Schaltvorgang. Pro Abtastintervall schalten dabei alle 3 Brückenzweige je
einmal. Die Zustandsabfolgen über eine ganze Grundschwingungsperiode für diesen Fall
zeigt Bild 8.4 rechts. Diese Abfolge entspricht der Standardvariante der Drehzeigermodulation,
wie sie in den meisten Anwendungen eingesetzt wird. Aus diesem Grunde soll
sie als Referenz für die nachfolgenden Pulsmuster verwendet werden. Die Anzahl Schaltvorgänge
pro Taktperiode wird mit 100% angesetzt.
Sequenz 2, zwei Schaltvorgänge pro Abtastperiode: Bei dieser Sequenz wird nur ein
Nullzustand verwendet ( 0 Z in der linken und 7 Z in der rechten Sequenz). Im Vergleich zur
Standardvariante ergibt das 67% der Schaltvorgänge pro Abtastperiode. Für dieselbe mittlere
Schaltfrequenz kann deshalb die Abtastperiode um 33% verkürzt, bzw. die Taktfrequenz
um 50% erhöht werden. Diese Sequenz stellt einen Grenzfall der ersten dar, in dem
die Dauer des einen Nullzustandes null ist. Das Nichtverwenden eines Nullzustandes bedeutet,
dass ein Zweig des Stromrichters in der betrachteten Abtastperiode nicht schaltet.
1 Z
1 Z
t
2 Z
0 Z
7 Z
1 Z
T Tast
2 Z
7 Z
2 Z
T Tast
2 Z
1
Z
t
2TTast t