Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

160 8 Drehzeigermodulation
Damit die niederfrequenten Anteile der Mittelpunktspannungen nach wie vor symmetrisch
bleiben, muss der kurzzeitige Mittelwert der Sternpunktspannung aus einer Gleichspannung
oder beliebigen Vielfachen der 3. Harmonischen bestehen (Anhang B.1.1). Die
Wechselgrösse mit der niedrigsten möglichen Frequenz ist damit die 3. Harmonische. Ein
Sektor beschreibt in diesem Fall immer mindestens eine Halbperiode der Sternpunktspannung.
8.2.3.1 Beispiele von Aufteilungen der Einschaltdauer der Nullzustände
In praktischen Anwendungen werden die folgenden Aufteilungen der Nullzustände eingesetzt:
- Aufteilung so, dass die Sternpunktspannung u N0 =0 ist.
- t0 =t7 : diese einfache Aufteilung wird bei der Standardvariante der Drehzeigermodulation
verwendet.
- Nur ein Nullzustand pro Abtastintervall, d.h. t0 =0 oder t7 =0. Damit lassen sich im Bereich
hoher Aussteuerung kleinere Stromverzerrungen erreichen.
Die Spektra all dieser Verfahren sind identisch mit denjenigen von regular sampled Trägerverfahren
mit gleicher Sternpunktspannung und gleicher Schaltzahl. Von den Spektra
der natural sampled Verfahren, wie sie in Kapitel 7.4.2 betrachtet wurden, weichen sie nur
wenig ab. Die in der Mittelpunktspannung auftretenden Vielfachen der 3. Harmonischen
fallen in der Phasenspannung wieder weg und fehlen entsprechend auch in den Zeigern.
Nullzustände für u N0 =0: Dies bedeutet, das die niederfrequenten Anteile der Mittelpunktspannungen
aller 3 Brückenzweige rein sinusförmig sind. Dazu wird in (8.15)
u N0 =0 gesetzt und es resultieren die Zeiten:
t0 =
1 2 1
--T
2 Tast–
--t – --t =
3 1 3 2
TTast ------------ [ 1 – Mcos( ω
2
1t) ],
t7 TTast – t0 – t1 – t2 TTast ------------
2
1 M ω1t π
= =
– sin⎛
+ -- ⎞
⎝ 6⎠
(8.16)
Damit die beiden Zeiten in jedem Fall positiv sind, gilt für den maximalen Modulationsgrad
M=1, d.h. es kann nicht die ganze Abtastperiode T Tast für die spannungsbildenden
Zustände verwendet werden. Diese Eigenschaft ist von den Trägerverfahren her bekannt.
Die resultierenden Mittelpunkt-, Phasen- und Sternpunktspannung nach dem Ausfiltern
der durch den Schaltbetrieb erzeugten höherfrequenten Frequenzkomponenten zeigt Bild
8.6 links. Die entsprechenden Spannungsspektra der ungefilterten Mittelpunkt- und Phasenspannungen
sind im gleichen Bild rechts für eine Schaltzahl von q=21 (T Tast /T 1 =42)
dargestellt.
Gleiche Dauer beider Nullzustände, t 0 =t 7 : Bei dieser Verteilung heben sich die Beiträge
der beiden Nullzustände zur Sternpunktspannung auf. Mit Einsetzen von t 1 und t 2 folgt: