Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

232 11 Drehzeigerorientierte Stromregelung
fehler den Rand der Toleranzfläche erreicht, wird ein anderer Schaltzustand aktiviert. Die
Auswahl erfolgt so, dass in erster Linie diejenige Komponente von i Str,VZ beeinflusst wird,
die den Schaltvorgang ausgelöst hat. Die entsprechende Komponente von u Str muss dazu
in die entgegengesetzte Richtung verändert werden. Zum Beispiel bei t 1 muss die α-Komponente
nach links bewegt werden. Dies erfolgt durch einen Übergang von 1 U auf 0 U. Als
nächstes ist dann bei t 1 die β-Komponente nach oben zu korrigieren. Dazu wird in die
Spannung 2 U angelegt. Die Bewegung des Stromzeigers erfolgt dabei stets parallel zu den
dargestellten Zeigern der entsprechenden Spannungsdifferenzen.
Speziell zu beachten ist der Wechsel auf einen Nullzustand 0 Z, 7 Z entsprechend 0 U, 7 U.
Für die Funktion der Steuerung ist es grundsätzlich gleichgültig, welcher von beiden gewählt
wird. Im Hinblick auf eine möglichst kleine Schaltfrequenz wird jedoch von 1 Z, 3 Z
oder 5 Z kommend 0 Z eingestellt, und ausgehend von 2 Z, 4 Z oder 6 Z der komplementäre
Zustand 7 Z. Auf diese Weise muss jeweils nur ein Brückenzweig umgeschaltet werden.
Im dargestellten Beispiel wird deshalb bei t 1 auf 0 Z und bei t 3 auf 7 Z geschaltet. Bei der
Rückkehr auf einen spannungsbildenden Zustand kann es dagegen vorkommen, dass zwei
Umschaltungen erforderlich sind. Dies ist zum Beispiel bei t 2 der Fall.
Es ist möglich, dass der neu eingestellte Schaltzustand nicht ausreicht, um den Strom in
der Toleranzfläche zu halten. In diesem Fall muss der betreffende Komparator in eine andere
Hystereseschleife springen. Zur praktischen Realisierung solcher Übergänge ist es
notwendig, eine zweite bzw.dritte Schaltschwelle (I δ+I h)/2 bzw. (I δ+2I h)/2 einzuführen.
Der Mechanismus des Schleifenwechsels kann in der Schaltsequenz B in Bild 11.6 nachvollzogen
werden. Er findet bei t 3 statt, wenn i Str,VZ,α auf die zweite Schaltschwelle trifft.
Es sei nebenbei erwähnt, dass sich der Dreistufenkomparator in Bild 11.5 nur in der Darstellung
von demjenigen des Dreipunktreglers in Bild 10.8 unterscheidet. Die Funktion ist
identisch.
Übergänge zwischen verschiedenen Schleifen sind immer dann nötig, wenn sich die
Lage der Gegenspannung in einen anderen Sektor S1 bis S6 verschiebt. Es werden in der
in Bild 11.7 dargestellten Reihenfolge innerhalb einer Grundperiode alle Schleifenkombinationen
der beiden Komparatoren durchlaufen. Dazu muss der Stromfehler sechsmal
die innere Toleranzfläche verlassen. Zweimal ist die β-Komponente davon betroffen und
viermal die α-Komponente, welche je zweimal an die mittlere und an die äussere Schwelle
stossen muss. Die bevorzugten Schaltzustände sind jeweils die an den Sektor der Gegenspannung
angrenzenden Zeiger.
++ +
+ 0
-
-
0
+
++ +
-
-
--
--
++ + -
+ 0
β
-
S3
S2
--
S1
0
+
++ +
++ +
-
++ +
+
- --
0
+
0
S4
S5
S6
-
-
-
-
--
--
α
Bild 11.7.
Bevorzugte Schaltzustände in Abhängigkeit von
der Lage des Gegenspannungszeigers