Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

272 13 Vergleich der wichtigsten Steuerverfahren
Grundfrequenzsteuerung
Trägerverfahren
Drehzeigermodulation
vorausberechnete Pulsmuster
Phasenstromregler
Stromzeigerregler
direkte Fluss-/Momentregler
Grundfrequenzsteuerung
Trägerverfahren
Drehzeigermodulation
vorausberechnete Pulsmuster
Phasenstromregler
Stromzeigerregler
direkte Fluss-/Momentregler
1 10 100 1000 10000
0.01 0.1 1 10 100 kHz
Bild 13.5. Einsatzbereiche der verschiedenen Steuerverfahren,
oben: Schaltzahlen, unten: absolute Schaltfrequenzen
verursachten Geräusche oberhalb des Hörbereichs liegen. Bei der Drehzeigermodulation
ergibt sich wegen der notwendigen Implementierung auf einem Rechner eine etwas
kleinere obere Grenze der Schaltfrequenz als für diskret realisierte Trägerverfahren.
- Die vorausberechneten Pulsmuster werden für Schaltzahlen von 2 bis ca. 50 eingesetzt.
Darüber werden die Schalttabellen zu gross und die Implementierung zu aufwendig.
Überdies sind die Algorithmen zur Bestimmung der Schaltwinkel für grosse Schaltzahlen
fast unlösbar und der Gewinn gegenüber On-Line-Verfahren fällt immer weniger
ins Gewicht. Das Anwendungsgebiet ist relativ klein. Es umfasst spezielle Antriebe und
Netzstromrichter. Die Schaltfrequenz ist auf einen eher engen Bereich begrenzt.
- Alle direkten Stromregelverfahren werden mit verhältnismässig kleinen Toleranzbändern
und -flächen eingesetzt. Nur so sind die niederfrequenten Verzerrungen, vor allem
auch die Subharmonischen und Gleichanteile, genügend klein. Es ergeben sich entsprechend
hohe Schaltzahlen und Schaltfrequenzen. Die Anwendungen liegen im Bereich
kleiner Leistungen, und vor allem dort, wo eine hohe Dynamik und eine robuste Regelung
verlangt sind. Direkte Stromregler sind auch geeignet für schwingfähige Lasten,
weil sie die Phasenströme jederzeit innerhalb von Toleranzbändern halten können.
- Die direkten Fluss- und Momentregelverfahren erlauben eine kontinuierliche Steigerung
der Aussteuerung des Stromrichters bis zur Grundfrequenzsteuerung. Dabei geht
die Schaltzahl von einem relativ hohen Wert bei niedriger Drehzahl hinunter bis auf eins
bei voller Drehzahl. Die nötige Berechnung von Fluss und Drehmoment aus den Klemmengrössen
der Maschine ergibt eine obere Grenze für die Schaltfrequenz. Diese Verfahren
ermöglichen eine hochdynamische Regelung des Antriebes auch bei einer niedrigen
Schaltfrequenz. Dies gilt vor allem für die direkte Selbstregelung (Kapitel 12.2.2).
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