Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

12.3 Deltamodulation 261
dings nicht mit demjenigen der Flussverkettung überein, weil für deren Erzeugung die
Phasenspannung und nicht die Mittelpunktspannung massgebend ist.
Die Kurvenverläufe in Bild 12.12 rechts zeigen, dass xIst mit der für einen Zweipunktregler
typischen Charakteristik dem Sollwert folgt. Die Schaltfunktion stellt sich dabei so
ein, dass ihre Grundschwingung, entsprechend der Modulationsfunktion m, dem Sollwert
um π/2 voraus eilt.
Für die analytische Behandlung des Verfahrens kann auf das Kapitel 10.1 zurückgegriffen
werden. Der Deltamodulator funktioniert analog zu einem Zweipunktregler für den
Phasenstrom einer Halbbrücke bei einer Gegenspannung von null. Das rückgeführte Signal
xIst entspricht dabei dem Phasenstrom und xSoll dessen Sollwert. Der Integrator ist
die Nachbildung der Lastinduktivität. Es lassen sich die Gleichungen aus Kapitel 10.1.2
anwenden, wobei stets ê=0 anzunehmen ist. Ersetzt man in (10.16) die Grössen îSoll durch
xˆ
Soll, Lk durch 1/ωB und Ud/2 durch 1, so ergibt sich für den Modulationsgrad des Stromrichters:
M
ω1 = ------xˆ
Soll
ωB (12.12)
Er ist also proportional zur Grundkreisfrequenz ω1 und zur Amplitude des Sollwertes
xˆ
Soll im Modulator.
Bild 12.13 zeigt das Blockdiagramm für einen Antrieb, der nach dem Spannungs-Frequenz-Kennlinien
Verfahren betrieben wird. Der Drehzahlregler erzeugt den Sollwert für
die Statorkreisfrequenz ω1=ωS. Ein spannungsgesteuerter Dreiphasenoszillator (VCO)
generiert daraus die sinusförmigen Eingangssignale xU/V/W,Soll für die 3 Deltamodulatoren.
Sie sind proportional zu den gewünschten Statorflussverkettungen in der Maschine.
Ihre Amplituden sind konstant und betragen xˆ
U/V/W,Soll=1, was dem Nennfluss entsprechen
soll. Der Modulationsgrad am Stromrichter stellt sich gemäss (12.12) ein, d.h. er ist
proportional zur Grundkreisfrequenz ω1 .
ω mech,Soll
-
Stromrichter
M~ω 1
s U , s V , s W
Bild 12.13.
Regelung der ASM
nach dem Spannungs-
Frequenz-Kennlinien
Verfahren
In Bild 12.14 links ist die entsprechende Kennlinie für den Modulationsgrad dargestellt.
Die Proportionalität nach (12.12) gilt nur unterhalb der Bezugskreisfrequenz ω B. Die Signalverläufe
in Bild 12.12 stammen aus diesem Bereich (Punkt A). Bei ω B wird M=1.
Oberhalb davon beginnt die Kennlinie abzuflachen und verläuft ab ω GF schliesslich horizontal.
Die Beispiele in Bild 12.15 zeigen entsprechende Kurvenverläufe. Man erkennt,
dass x Ist hier nicht mehr jederzeit im Toleranzband gehalten werden kann. Der Modulator
ist im Bild links leicht und rechts stark übersteuert. Bei ω GF geht die Schaltfunktion in
ASM
ω1 xU/V/W,Soll Regler
Deltamodulator
VCO
dreiphasig
ω mech