Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

276 14 Steuerverfahren für Stromzwischenkreis-Stromrichter
14.1 Einphasige Brücke
Die beiden Schaltungen in Bild 14.1 haben die gleiche Struktur und sind zusätzlich dual
zueinander. Dual bedeutet bei der einphasigen Brücke unter anderem, dass die Phasenspannung
beim U-Stromrichter dem Phasenstrom beim I-Stromrichter entspricht. Sind die
Schaltfunktionen s A und s B für eine bestimmte Spannungsform beim U-Stromrichter bestimmt,
so können diese in die Schaltfunktionen s I,A und s I,B des I-Stromrichters transformiert
werden, so dass der resultierende Phasenstrom den gleichen Verlauf hat wie die
Spannung beim U-Stromrichter.
i d
s A+
U d
s A-
S A+
S A-
s B+
s B-
S B+
S B-
i A
u AB
Bild 14.1. Einphasige Brücken, links: U-Stromrichter, rechts: I-Stromrichter
Schalteransteuerung: Bei der Ansteuerung der Schalter des I-Stromrichters müssen
zwei Einschränkungen beachtet werden: beim I-Stromrichter dürfen nie beide Schalter
(S I,A+ , S I,B+ bzw. S I,A- , S I,B- ) in der oberen bzw. unteren Brückenhälfte gleichzeitig ausgeschaltet
werden. Damit der Stromfluss immer definiert ist, darf pro Brückenhälfte aber
auch nur je ein Schalter eingeschaltet sein. Diese Forderungen erfasst die Gleichung:
sI, A+
Unter Berücksichtigung der obigen Einschränkung gilt für den Phasenstrom:
i A
L k
+ sI, B+ = 1, sI, A-
= sI, Ai
= – s
d I, Bi
mit
d
e
u d
+ sI, B- = 1
⎧
⎨
⎩
sI, A
sI, B
(14.1)
(14.2)
Die Funktionen s I,A und s I,B können 3 Werte annehmen: -1,0,1. Laststrom null kann mit
zwei Schaltzuständen eingestellt werden: entweder leiten beide Schalter im Brückenzweig
A oder beide im Zweig B. Im nichtleitenden Zweig sind beide Schalter offen. Damit
die Schalter gleichmässig belastet werden, ist die gleiche Behandlung beider Zweige anzustreben.
Werden nach den Regeln der Dualität die beiden Schaltzustände für Spannung
null vom U-Stromrichter übernommen, so ist die gleichmässige Belastung gewährleistet,
falls dort beide Nullzustände gleich oft benutzt wurden. Dies ist bei den üblichen Modulationsverfahren
erfüllt.
Die dualen Beziehungen zwischen den Spannungen beim U-Stromrichter und den Strömen
beim I-Stromrichter sowie den entsprechenden Schaltfunktionen sind in der Tabelle
s I,A+
I d
s I,A-
=
sI, A+
S A+
S A-
s I,B+
s I,B-
–
sI, A-
S B+
S B-
i A
u AB
= sI, B+ – sI, B- = – sI, A
C F
L k
e
i e