Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

236 11 Drehzeigerorientierte Stromregelung
50
45
40
35
fs/f1(=q) SU Mittelwert der 3 Phasen
30
25
20
15
10
5
o
o o o o
o o
o
o
o
o
o
o
o o
o
o
o
o o
o o o
o
o
o
o
o o
o o
o
o
o
o
o
o
o
o
o o o o
o
o
o
o o
o o o
o o
o
o
S o
o o V
o
o
o
o
o
o
o S o
o
W
o
o
o
o o
o
o
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
M
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Bild 11.11. Mittlere Schaltfrequenzen und Effektivwert des Verzerrungsstromes in einer Phase für
die Stromzeiger-Komponentenregelung, I n =0.2I B , I δ =0.2I n
(o=simulierte Betriebspunkte)
- Die Schaltfrequenz der 3 Brückenzweige ist nicht gleich gross. Der Umschalter S U führt
alle Schalthandlungen des α-Reglers allein aus. Obschon dieser wegen der grösseren
Anzahl Schaltniveaus weniger häufig schaltet als der β-Regler, ergibt sich für S U die
klar grösste Schaltfrequenz. Sie liegt 20 bis 30% über dem Mittelwert aller 3 Phasen.
- Von S V und S W würde man aus Gründen der Symmetrie erwarten, dass sie im Mittel
gleich häufig schalten. Im dargestellten Beispiel bewirkt aber die Bewegung des Gegenspannungszeigers
mit positiver Drehrichtung, dass die Schalfrequenz von S V grösser
ist als diejenige von S W . Es kann gezeigt werden, dass sich dies bei negativer Drehrichtung
umkehrt. Mit zunehmender Schaltzahl, wenn die Bewegung des Gegenspannungszeigers
in den Schaltintervallen vernachlässigbar wird, verschwindet diese
Asymmetrie und die Schaltfrequenzen von S V und S W werden gleich.
- Das dargestellte Beispiel deutet an, dass sich die genauen Schaltfrequenzen der einzelnen
Umschalter nur schwer genau voraussagen lassen. Auch die Mittelwerte über eine
grosse Zeitspanne sind relativ grossen Schwankungen unterworfen. Dagegen ist die
über alle 3 Phasen gemittelte Schaltfrequenz wesentlich stabiler und gut voraussagbar.
- Die systematische Ausnutzung der Nullzustände bringt im Bereich niedriger Aussteuerung
eine entsprechend niedrige Schaltfrequenz. Sie steigt mit zunehmendem Modulationsgrad
an und erreicht ihr Maximum ungefähr bei M=0.8. Darüber wird die Schaltfrequenz
bis zur Vollaussteuerung wieder deutlich kleiner.
- Die Effektivwerte der Verzerrungsströme in den einzelnen Phasen sind im Gegensatz
zu den Schaltfrequenzen praktisch gleich gross. Zu ihrer Abschätzung kann wiederum
die Näherungsformel verwendet werden, die bereits in Kapitel 10.1 eingeführt wurde:
Iδ IU⁄ V ⁄ W, VZ, eff ≈
---------
2 3
(11.3)
Der entsprechende Wert ist zum Vergleich im Diagramm eingezeichnet. Obschon die
Berechnungsgrundlage für die Formel, nämlich dass sich die Verzerrungsströme linear
von einer Bandgrenze zur anderen bewegen, nicht mehr vollumfänglich erfüllt ist, ist
die Übereinstimmung weiterhin gut. Die realen Effektivwerte sind leicht grösser.
I B
0.02
0.018
0.016
0.014
0.012
0.01
0.008
0.006
0.004
0.002
I U,VZ,eff, I V,VZ,eff, I W,VZ,eff
o
o o
o o o o
o
o o
o
o
o
o o o o o
o o
o o
o
o
o o
o
o
o o o o
o o o o o o o o
o o o o o o o o o o
o
o o o o o o o o
o o
o o o
Näherung nach (11.3)
o
o
M