Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

2.2 Anforderungen an einen Frequenzumrichter 25
5. Die Wirk- und Blindleistung am Ausgang wird durch die Maschine, bzw. deren Regelung
bestimmt. Eine ASM benötigt für den Feldaufbau stets induktive Blindleistung,
während bei einer umrichtergespeisten SM die Blindleistung null sein kann.
6. Die geforderte Dynamik des Antriebes gibt die Geschwindigkeit vor, mit welcher der
lastseitige Stromrichter in der Lage sein muss, seine Ausgangsgrössen zu verstellen.
Bekanntlich werden auch andere Maschinentypen wie z.B. bürstenlose Gleichstrom-, Reluktanz-
und Schrittmotoren mit Stromrichtern gespeist. Dabei sind die Idealverläufe von
Spannungen und Strömen z.T. nicht sinusförmig. Auf solche Motoren, sowie auf nichtsinusförmige
Spannungs- und Strom-Sollverläufe wird in diesem Buch nicht weiter eingegangen.
2.2.3 Anforderungen für die Speisung einer allgemeinen AC-Last
Unter den Begriff ‘Speisung einer AC-Last’ fallen die Speisungen jeglicher Art von Inselnetzen,
die unterbrechungsfreien Stromversorgungen, aber auch eine Reihe spezieller
Anwendungen wie zum Beispiel geschaltete Leistungsverstärker für Audio-Anwendungen
oder für Rundsteuerungen. Der Umrichter kann dabei, wie in Bild 2.7 dargestellt,
nur ein Stromrichter (AC-DC-Wandler) oder ein vollständiger Umrichter sein, je nachdem
ob die Speisung aus einer AC- oder DC-Quelle erfolgt. Die Phasenzahl auf der Lastseite
kann grundsätzlich beliebig sein, üblich sind aber ein- und dreiphasige Ausführungen.
lastseitiger
ud, id, Pd Stromrichter
fL, uL, iL, PL, QL Bild 2.7.
Speisung einer AC-Last durch einen Umrichter
Für die sehr unterschiedlichen Einsatzgebiete lassen sich eine Reihe von gemeinsamen
Anforderungen formulieren. Dabei wird, wie bei den Drehstromantrieben, der Zwischenkreis
als selbständig geregelte DC-Quelle betrachtet:
1. Der lastseitige Stromrichter soll sich an seinem Ausgang wie eine einstellbare Spannungsquelle
verhalten. Anwendungen, die eine Stromquellenspeisung erfordern, sind
selten.
2. Die Ausgangsspannung soll möglichst gut dem vorgegebenen Sollwert entsprechen.
Dieser kann je nach Anwendung sehr unterschiedlich aussehen. In den meisten Fällen
ist ein sinusförmiger Verlauf gefordert. Als Kennwerte dienen dann die Frequenz und
die Amplitude, welche beide als konstant oder variabel vorgegeben werden können. Der
Stellbereich reicht im Extremfall bei der Spannung von null bis zu einem durch den
Umrichter gegebenen Maximalwert und bei der Frequenz von null bis zu mehreren
kHz. Der Sollwert kann aber auch einen beliebigen Verlauf aufweisen, z.B. bei einem
Leistungsverstärker. Seine Bandbreite kann dabei bis einige 10 kHz betragen.
3. Die Verzerrungen der Ausgangsgrössen sollen möglichst klein sein.
4. Der Umrichter muss in der Lage sein, für die vorgesehene Last den entsprechenden
Strom, bzw. die entsprechende Wirk, Blind- und Verzerrungsblindleistung (durch Ver-