Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

10.1 Halbbrücke mit Zweipunktregler 211
nanten Anteile im Bereich von null bis etwa zur zweifachen Schaltfrequenz gleichmässig
verteilt sind (Bild 10.6 mitte). Dabei treten auch in geringem Masse Subharmonische auf.
Die Verkleinerung des Toleranzbandes (Bild 10.6 unten) bewirkt eine grössere Schaltfrequenz,
so dass sich das Band, in dem die dominanten Anteile auftreten, entsprechend verbreitert.
Die Amplituden werden dafür kleiner. In allen Fällen ist der Effektivwert des Verzerrungsstromes
nach der Näherungsformel (10.1) allein durch das Toleranzband bestimmt.
Die dargestellten Beispiele entsprechen Momentaufnahmen über einen Zeitbereich von
einigen Grundperioden. Aufnahmen zu einem anderen Zeitpunkt oder mit einer anderen
Beobachtungsdauer würden qualitativ gleiche Spektra mit kleinen Unterschieden im Detail
ergeben.
10.1.4 Dynamisches Verhalten
Der Zweipunktregler stellt die schnellste Methode zur Regelung des Phasenstromes dar.
Sobald dieser sich ausserhalb des Toleranzbandes befindet, wird der Stromrichter unverzüglich
so geschaltet, dass er sich mit maximaler Geschwindigkeit dorthin zurückbewegt.
Diese Geschwindigkeit ist jedoch nicht in jedem Fall gleich. Sie hängt davon ab, wie
gross die Spannung u Lk gemacht werden kann. Bild 10.7 zeigt die Reaktion des Zweipunktreglers
auf eine schrittartige Änderung des Sollwertes für die Fälle mit einer sehr
grossen und einer sehr kleinen Ausregelzeit. Sie treten auf, wenn sich die Gegenspannung
gerade im Bereich des positiven oder des negativen Scheitelwertes befindet, so dass die
Differenz zwischen Ausgangs- und Gegenspannung besonders klein bzw. gross ist. Demgegenüber
würde sich im Bereich der Nulldurchgänge von m eine mittlere Spannungsdifferenz
und damit eine mittlere Ausregelzeit ergeben.
i A
u Lk
u A0
i Soll
t
e t
i Soll
Stromrichter mit einem Zweipunktregler sind kurzschlussfest, sofern eine Induktivität
im Lastkreis verbleibt und die Reaktionszeit der Regelung genügend klein ist. Der Phasenstrom
verläuft weiter in seinem Toleranzband. Eine Verkleinerung der Lastinduktivität
hat jedoch den Anstieg der Schaltfrequenz zur Folge.
Literatur zu Kapitel 10.1: [Brod1], [Bos2], [Kli1], [Murr1]
i A
u Lk
t
uA0 e
t
Bild 10.7.
Schrittantwort des Zweipunktreglers
bei verschiedenen Phasenlagen
der Gegenspannung