Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

11.2 Stromzeiger-Komponentenregelung 229
ters z Str bzw. der Spannungszeiger u Str bestimmt wird. Es stehen die diskreten Zustände
0 Z bis 7 Z zur Verfügung. Sie entsprechen je einem Tripel von Schaltzuständen für den
Stromrichter und bilden die Spannungszeiger 0 U bis 7 U (Kapitel 3.3.2.3). Der Stromfehler
i Str,VZ ist derjenige Zeiger, der aus den 3 Phasenstromfehlern gebildet wird. Er bewirkt den
in Bild 11.1 skizzierten gezackten Verlauf von i Str um den Sollwertzeiger herum und ist
identisch mit dem Verzerrungsanteil von i Str. Dabei werden, wie bei den Phasenstromreglern,
allfällige Abweichungen in den Grundschwingungen als Verzerrungen behandelt.
Die Lastseite des Stromrichters nach Bild 11.1 ergibt in der Drehzeigerdarstellung die Ersatzschaltung
in Bild 11.2. Die Grundlage für alle drehzeigerorientierten Stromregelverfahren
ist die Differentialgleichung (11.1), welche die Bewegung des Stromzeigers in
Funktion der angelegten Spannungen beschreibt:
u Str
i Str
di
Str
---------dt
u Lk
L k
1 1
= ---- u = ---- ( u – e)
L Lk
k L Str
k
(11.1)
Wie in Bild 11.3 verdeutlicht ist, bestimmt der Spannungszeiger u Lk über der Induktivität
die Bewegung des Stromzeigers. Sie erfolgt in seiner Richtung mit einer zu seiner Länge
proportionalen Geschwindigkeit. Sind die Stromrichterspannung und die Gegenspannung
identisch, so ist u Lk=0 und der Stromzeiger steht still.
β
u Str= 2 U
e
i Str
u Lk=u Str-e
11.2 Stromzeiger-Komponentenregelung
e
di Str/dt=u Lk/L k
α
Bild 11.2.
Zeigerbezogenes Ersatzschaltbild des Lastkreises
Bild 11.3.
Bewegung des Stromdrehzeigers, Beispiel mit u Str
=2 U
Eine Möglichkeit zur Führung des Stromzeigers besteht darin, den Stromfehler innerhalb
einer vorgegebenen Toleranzfläche zu halten. Diese Fläche bewegt sich zusammen mit
dem Sollwertzeiger, so dass dessen Spitze immer in ihrem Zentrum steht. Jedesmal wenn
der Stromzeiger den Rand der Fläche berührt, muss ein neuer Schaltzustand eingestellt
werden, der ihn wieder ins Innere zurückbewegt. Eine solche Regelung lässt sich sehr einfach
realisieren, indem man wie in Bild 11.4 die Toleranzfläche als Quadrat wählt. Die α-