Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

12.1 Flussorientierte Stromregelung 253
ten, wird Iδ,d grösser gewählt, da der Verzerrungsanteil iS,VZ,d einen weniger ungünstigen
Einfluss auf den Betrieb der Maschine hat als iS,VZ,q .
Das Verfahren weist gegenüber denjenigen für Drehzeiger einen wesentlichen Unterschied
auf: die diskreten Spannungszeiger des Stromrichters 1 U bis 6 U, welche in der
Drehzeigerebene ortsfest waren, rotieren in der dq-Ebene mit der Kreisfrequenz -ω1 (Bild
12.3 rechts). Die Stromzeiger i S,Soll und i S sowie der Gegenspannungszeiger e bleiben
dafür im stationären Betrieb fest. Bild 12.4 zeigt das Blockschaltbild der entsprechenden
Stromregelung. Wie bei der Stromzeiger-Komponentenregelung (Kapitel 11.2) oder der
prädiktiven Regelung mit Schalttabelle (Kapitel 11.3) erfolgt immer dann ein Wechsel auf
einen neuen Schaltzustand, wenn der Stromzeiger den Rand der vorgegebenen Fläche erreicht.
Die Auswahl des neuen Zustandes hängt von der Stellung der beiden Mehrstufenkomparatoren
ab. Zusätzlich wird jedoch hier auch der Winkel ϑ zwischen dem ortsfesten
dq- und dem rotierenden αβ-System benötigt, der die momentane Lage der Schaltspannungen
im dq-System bezeichnet.
i S,d,Soll
i S,q,Soll
i S,α
i S,d
+
αβ
+
i S,β
dq
iS,q -
-
mehrstufiger
Komparator
mehrstufiger
Komparator
Schalttabelle
Es wird an dieser Stelle darauf verzichtet, die genaue Realisierung der Schalttabelle zu
beschreiben. Sie erfolgt nach demselben Prinzip, das in Kapitel 11 angewandt wurde: es
wird stets derjenige Spannungszustand eingestellt, der den Stromzeiger einerseits ins Innere
der Toleranzfläche zurückbewegt und andererseits diese Bewegung möglichst langsam
macht, um die Schaltfrequenz niedrig zu halten. Das Verhalten dieser Stromregelung
entspricht im wesentlichen demjenigen der drehzeigerorientierten Verfahren, d.h. die
Schaltfrequenz ist betriebspunktabhängig und erreicht ihr Maximum im Bereich mittlerer
Aussteuerung. Die mittleren Schaltfrequenzen der 3 Brückenzweige sind aber trotz der
rechteckigen Toleranzfläche hier gleich, da diese in bezug auf die Schaltzustände rotiert.
Wie schon bei den drehzeigerorientierten Verfahren gezeigt wurde, kann das Verhalten
verbessert werden, wenn man auf eine prädiktive Regelung übergeht, d.h. wenn man die
Gegenspannung bei der Auswahl des Schaltzustandes berücksichtigt. Bei der flussorien-
tierten Regelung kommt einem dabei entgegen, dass e
stets auf der q-Achse liegt. Es muss
deshalb mit Hilfe von (12.3) nur noch der Betrag berechnet werden.
Das Verfahren der feldorientierten Stromregelung kann in gleicher Weise auch für Synchronmaschinen
angewandt werden.
Literatur zu Kapitel 12.1: [Kha1], [Kaz2], [Hol5], [Pfa1]
ω S
∫
ϑ
Schaltzustand
k Z
Bild 12.4.
Prinzip der flussorientierten
Stromregelung