Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

278 14 Steuerverfahren für Stromzwischenkreis-Stromrichter
sA sB sI,A sI,B sA – sB sA – sB iA = sI, Aid
= ----------------i
2 d,
ud = sI, AuAB
= ----------------u
2 AB
u AB bzw. i A
-1 1 1 -1 -1
-1 -1 1 1 -1
0 1 0 -1 0
0 -1 0 1 0
(14.5)
Die Berechnungen der Stromgrundschwingung, des Verzerrungsstromes etc. können
nach Vertauschen von Strömen und Spannungen einfach von den einphasigen U-Stromrichtern
übernommen werden. Dies gilt auch für die Verfahren zur Generierung der einphasigen
Schaltmuster für I-Stromrichter. Dabei muss aber beachtet werden, dass auch
Schaltmuster, welche bei den U-Stromrichtern keine kurzen Pulse in den Brückenzweigen
ergeben, bei I-Stromrichtern unter Umständen die minimalen Schaltzeiten der Leistungshalbleiter
nicht einhalten.
14.2 Dreiphasige Brücke
ω 1t
U-Str
I-Str
Bild 14.3.
Phasenspannung beim U-Stromrichter und entsprechender
Phasenstrom beim I-Stromrichter mit
den zugehörigen Schaltfunktionen
Die Struktur der dreiphasigen I-Stromrichterbrücke ist identisch mit derjenigen des entsprechenden
U-Stromrichters. Die Schaltungen sind aber nicht dual zueinander, da zu beiden
Topologien keine duale Schaltung existiert. Bei der Modellierung mit Umschaltern
kann aber für jeden spannungsbildenden Zustand des U- ein Zustand des I-Stromrichters
hergeleitet werden, der an der Last duale Verhältnisse ergibt [Kol7]. Damit der Stromfluss
im Zwischenkreis des I-Stromrichters gewährleistet und in der Last eindeutig ist, muss
wie bei der einphasigen Brücke immer genau ein Schalter in der oberen und einer in der
unteren Brückenhälfte eingeschaltet sein. U- und I-Stromrichter unterscheiden sich in den
Zuständen, in denen die Ausgangsgrössen null sind. Beim U-Stromrichter ergeben zwei
Zustände (Nullzustände) Spannung null an der Last: s U =s V =s W =1 und s U =s V =s W =-1.
Dagegen wird beim I-Stromrichter die Last in den 3 Zuständen s U+ =s U- =1, s V+ =s V- =1
oder s W+ =s W- =1 stromlos. Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften lässt sich die
Schaltung in Bild 14.4 links durch die Ersatzschaltung rechts modellieren.
Für die Herleitung der Transformationsformeln für beliebige Schaltfunktionen wird folgende
duale Eigenschaft der Lastkreise verwendet: die verketteten Spannungen beim U-
Stromrichter entsprechen den Phasenströmen beim I-Stromrichter. Die verketteten Spannungen
sind proportional zu den Differenzen s U -s V , s V -s W und s W -s U der Schaltfunktionen.
Damit gelten zwischen den Schaltfunktionen des U-Stromrichters und den entsprechenden
Phasenströmen des I-Stromrichters folgende Beziehungen:
( sU – sV) ∼ iU , ( sV – sW) ∼ iV , ( sW – sU) ∼
iW (14.6)