Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

11.2 Stromzeiger-Komponentenregelung 233
Im stationären Betrieb verlaufen die Eingangsgrössen der Komparatoren stetig. In diesem
Fall ist sichergestellt, dass zu keiner Zeit einer ihrer Ausgänge um mehr als eine Stufe
springt. Demzufolge treten nur Übergänge zwischen Schaltzuständen auf, welche in der
Tabelle nebeneinander liegen. Sie sind auch in der Drehzeigerebene benachbart. Auf diese
Weise wird die Spannung über der Induktivität stets nur relativ wenig verändert, so dass
sich eine möglichst langsame Bewegung des Stromzeigers einstellt. Dies ist im Hinblick
auf eine niedrige Schaltfrequenz von grosser Wichtigkeit. Die Nullzustände kommen wegen
ihrer zentralen Position in der Schalttabelle sehr häufig zum Zuge. Es ist zu beachten,
dass das Verfahren dabei ohne jegliche Information über Betrag und Phase des Gegenspannungszeigers
auskommt. Der Wechsel zwischen den Hystereseschleifen der Komparatoren
stellt sich von selbst ein.
Spannungen und Ströme: Wie bei den Phasenstromreglern beeinflusst die Aussteuerung
des Stromrichters das Verhalten der Komponentenregelung massgeblich. Der Modulationsgrad,
der in Zeigerform gemäss (11.2) durch die Gegenspannung und den Stromsollwert
gegeben ist, stellt auch hier ein Mass dafür dar.
u
Str, ν = 1
M Ud = ------ =
e + jω
2
1Lki Soll
(11.2)
Die Bilder 11.8 und 11.9 zeigen die charakteristischen Resultate des Verfahrens für
zwei verschiedene Gegenspannungen. Die Ströme sind auf einen Nennstrom I n des
Stromrichters, der 0.2I B entspricht, bezogen. In den einzelnen Bildern lassen sich die folgenden
Eigenschaften erkennen:
- Das Verfahren ist wie die Phasenstromregler asynchron.
- Der Regler für die β-Komponente entspricht einem Dreipunktregler, wie er in Kapitel
10.2 vorgestellt wurde. Beim Vergleich der Schalttabelle (Bild 11.5) mit den in Bild
11.10 herausgehobenen Schaltniveaus für die Komponenten von u Str , wird deutlich,
dass alle Spannungszustände einer Zeile der Schalttabelle die gleiche β-Komponente
aufweisen. Das bedeutet, das deren Auswahl allein durch den β-Regler erfolgt. Die Position
des α-Reglers hat keinen Einfluss darauf. Demzufolge verhält sich i Str,β wie der
Strom eines einphasigen Stromrichters mit Dreipunktregler und ist unabhängig von der
Regelung der α-Komponente.
- Für die Regelung der α-Komponente stehen gemäss Bild 11.10 5 Schaltniveaus zur Verfügung.
Sie können jedoch nicht unabhängig von der β-Komponente eingestellt werden,
weil die Spalten der Schalttabelle nicht eine einheitliche α-Komponente aufweisen.
Jeder Übergang, der vom β-Regler ausgelöst wird, hat gleichzeitig auch eine Veränderung
in α-Richtung zur Folge. Dies hat auf den zeitlichen Verlauf von i Str,α grosse
Auswirkungen: häufig erreicht der Strom nicht einmal die innere Bandgrenze, weil er
vorher bereits durch den β-Regler zur Umkehr veranlasst wird. Auch der erwartete zyklische
Wechsel von einer Komparatorschleife in die nächste ist beeinflusst: die α-
Komponente verlässt deutlich mehr als viermal pro Grundperiode das innere Toleranzband.
Dies bedeutet, dass zusätzliche, willkürlich ausgelöste Schleifenwechsel stattfinden.
Und schliesslich treten auch Toleranzbandverletzungen über das äussere Band hin