Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

198 9 Vorausberechnete Pulsmuster
werden. Es ergeben sich auf diese Weise hinsichtlich des Spitzenwertes zwar nicht optimale,
aber immer noch sehr gute Resultate.
3
Z Mel, VZ, eff --------- (9.43)
2 2
Werden schliesslich die Harmonischen der Phasenspannung mit Hilfe von (9.10) und
(9.11) als Funktion der Schaltwinkel ausgedrückt, so liegt das Optimierungsproblem in
der gewohnten Form vor.
Es lohnt sich, an dieser Stelle auch einen kurzen Blick auf die Resultate der Optimierung
zu werfen. Bild 9.26 zeigt den optimierten zeitlichen Verlauf von Mel,VZ für q=9 bei
M=0.8 und das zugehörige Spektrum des Verzerrungsstromes einer Phase. Zum Vergleich
dazu sind dieselben Grössen für das Pulsmuster mit minimalem Verzerrungsstrom gemäss
Kapitel 9.3.3 dargestellt. Es zeigen sich deutliche Unterschiede: das auf Drehmomentwelligkeit
optimierte Pulsmuster weist starke 5. und 7. Harmonische auf. Ihre Amplituden haben
sich so eingestellt, dass beide Komponenten im Phasenstrom praktisch gleich gross
sind. Dadurch kompensiert sich ihre Wirkung auf das Drehmoment. Trotz des viel grösseren
Verzerrungsstromes ergibt sich eine deutlich kleinere Momentwelligkeit. Das Beispiel
demonstriert, dass es nicht in erster Linie darauf ankommt, die Stromverzerrungen
klein zu halten. Die Harmonischen müssen für eine kleine Momentwelligkeit vor allem
auch in einem günstigen Verhältnis zueinander stehen.
ûU, ν = 1
------------------
⎛ûν– 1 ûν + 1
------------ – ------------ ⎞
2 ⎝
ω
ν – 1 ν + 1⎠
1Lk
2
νmax = =
∑
ν = 61218… , , ,
M B Mel,VZ
0.1
0.05
0
-0.05
-0.1
0 1 2 3 4 5 6
ω 1 t
-60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Bild 9.26. Links: zeitliche Verläufe der Drehmomentwelligkeit bei q=9, M=0.8,
rechts: zugehörige Spektra des Verzerrungsstromes in einer Phase, 0dB: I B,
ausgezogen: optimiertes Pulsmuster für minimale Drehmomentwelligkeit,
gestrichelt: optimiertes Pulsmuster für minimalen Verzerrungsstrom
In der Praxis müssen jedoch auch die ohmschen Anteile in der Maschine berücksichtigt
werden. Sie verursachen unterschiedliche Phasenverschiebungen der Stromharmonischen,
so dass die Gleichung (9.42) nicht mehr in dieser einfachen Form gilt. Da die
Phasenverschiebungen abhängig von ω 1 und damit der Drehzahl sind, ist die gezielte gegenseitige
Kompensation der Wirkung von Stromoberschwingungen auf das Drehmoment
in der Praxis nicht mehr in der gezeigten einfachen Art realisierbar.
dB
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
i U,VZ
f/f 1