Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

268 13 Vergleich der wichtigsten Steuerverfahren
- Die genaue Betrachtung an den Stellen, an denen die Verfahren dieselbe Schaltzahl aufweisen
(bei M 1 und M 2 ) zeigt: da die Kennlinien des Verzerrungsstromes für die Drehzeigermodulation
mit dem Modulationsgrad ansteigen und diejenigen der Stromzeigerregelung
konstant bleiben, fällt der Vergleich der beiden Verfahren sehr unterschiedlich
aus. Während bei niedriger Aussteuerung die Drehzeigermodulation klar kleinere Werte
ergibt, ist es bei grosser Aussteuerung ebenso deutlich die Stromzeigerregelung. Die
optimierten Pulsmuster weisen entsprechend dem Gütekriterium der Optimierung für
eine gegebene Schaltzahl überall den kleinsten Effektivwert des Verzerrungsstromes
auf. Bei M 2 ist der Abstand zu den anderen Verfahren ziemlich gross. Der Spitzenwert,
der nicht minimiert ist, wird an beiden Stellen ungefähr gleich gross wie das bessere der
beiden anderen Verfahren.
13.2.2.2 Antriebsstromrichter
Bild 13.4 zeigt die Kennlinien für einen Antriebsstromrichter, der die Grundfrequenz proportional
zum Modulationsgrad einstellt. Neben den bisherigen Grössen sind zusätzlich
die Schaltfrequenz, welche hier nicht einfach proportional zur Schaltzahl verläuft, und die
Drehmomentwelligkeit im Leerlauf dargestellt. Die Bezugsgrössen der Kurven sind so
gewählt, dass bei M=1 die Grundkreisfrequenz ihren Bezugswert ω B erreicht (entsprechend
Bild 5.7). Die dargestellten Verfahren sind dieselben wie in Kapitel 13.2.2.1.
Kommentar zu Bild 13.4: Die einzelnen Steuerverfahren zeigen grundsätzlich dieselben
Eigenschaften, die bereits beim Netzstromrichter besprochen wurden. Diese Tatsache
könnte in jedem einzelnen Betriebspunkt durch eine entsprechende Anpassung der verschiedenen
Schaltfrequenzen bzw. Toleranzbänder sichtbar gemacht werden. Hier steht
jedoch im Vordergrund, wie die Verfahren den gesamte Betriebsbereich einer Drehstrommaschine
mit variabler Grundfrequenz durchfahren können. In dieser Beziehung sind die
folgenden Aspekte von Bedeutung:
- Die Grundfrequenzsteuerung und die optimierten Pulsmuster sind synchrone Verfahren.
Sie ergeben bei kleiner Grundfrequenz auch eine kleine Schaltfrequenz, was den
Verzerrungsstrom gross werden lässt. (Bei der Grundfrequenzsteuerung bleibt dieser
nur wegen der reduzierten Zwischenkreisspannung konstant.) Die optimierten Pulsmuster
können dem Problem begegnen, indem die Schaltzahl mit kleiner werdendem
Modulationsgrad schrittweise erhöht wird. In der Praxis ergibt sich trotzdem stets eine
untere Einsatzgrenze für dieses Verfahren.
- Die beiden anderen Verfahren sind dagegen vom Prinzip her asynchron. Unabhängig
von der Grundfrequenz kann die Drehzeigermodulation ihre Schaltfrequenz bzw. die
Stromzeigerregelung ihre Toleranzbänder beibehalten. Die Schaltzahlen bei niedriger
Grundfrequenz werden dann entsprechend gross.
- Die Kennlinien des Spitzenwertes für die Drehmomentwelligkeit zeigen gewisse Abweichungen
gegenüber denjenigen des Verzerrungsstromes: die Grundfrequenzsteuerung
ergibt einen verblüffend niedrigen Wert, der von den restlichen Verfahren erst mit
einer deutlich höheren Schaltfrequenz als dargestellt unterboten wird. Damit zum Beispiel
die Drehmomentwelligkeit der Drehzeigermodulation im ganzen Aussteuerbereich
kleiner ausfällt, muss die Schaltfrequenz gegenüber dem Bild auf 26f B verdoppelt