Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

284 14 Steuerverfahren für Stromzwischenkreis-Stromrichter
14.2.3 Modifiziertes Trägerverfahren für I-Stromrichter
Für die Modulation von I-Stromrichtern wird häufig ein synchrones Verfahren mit sehr
ausgeprägten Symmetrien verwendet [Hom1], [Non1], [Non2], [Ohn1], [Wie1]. Die Pulse
werden in π/3-Intervallen immer gleichartig erzeugt und anschliessend zu Schaltfunktionen
für die 3 Phasen zusammengesetzt. Dabei wird ausgenutzt, dass ein symmetrisches
Dreiphasensystem in jedem π/3-Intervall aus identischen Kurvenstücken besteht. Sind die
Verläufe in einem Ausschnitt bekannt, so können sämtliche Ausschnitte durch Vertauschen
und Anpassen der Vorzeichen aus diesen Kurvenstücken aufgebaut werden. Das
Prinzip ist in Bild 14.9 dargestellt: aus den zwei Funktionen x 1=Msin(ω 1t) und
x 2=Msin(ω 1t+2π/3) werden die Ausschnitte ω 1t=[0,π/3] als Sollwerte für die Modulation
verwendet. Die beiden Trägersignale x T1 und x T2 sind gegenphasig. Die resultierenden
Schaltfunktionen sind identisch, wenn die eine bei π/6 gespiegelt wird. Ihre Summe bildet
das Pulsmuster für den Ausschnitt [π/3,2π/3], d.h. für den Bereich des Scheitelwertes. Mit
diesen 3 Teil-Schaltfunktionen können die Schaltfunktionen für alle 3 Phasen aufgebaut
werden. Für die Phase U ist dies in Bild 14.9 rechts dargestellt. Die Schaltfunktion für den
Schalter S U+ ist dabei positiv und diejenige für S U- negativ aufgetragen. Im ersten Intervall
[0,π/3] wird s I,U+ aus SF1 gebildet, im zweiten ist s I,U+ konstant eins und im dritten
ist die Funktion durch SF2 bestimmt. Im mittleren Sektor wird die Funktion s I,U gebildet,
indem s I,U- für die Zeit, in der SF3 null sein soll, eingeschaltet wird.
Das Spektrum für eine Modulation nach diesem Verfahren mit q=40 zeigt Bild 14.10.
SF1
SF2
SF3
x T1
x 2
π/6
x 1
x T2
π/3
ω 1 t
ω 1t
ω 1t
ω 1 t
ω 1 t
Bild 14.9. Modifiziertes Trägerverfahren für I-Stromrichter,
links: Pulserzeugung in einem π/3-Intervall, rechts: Schaltfunktionen in der Phase U
Beim vorgestellten, synchronen Musteraufbau sind nur bestimmte Trägerfrequenzen f T
und damit Schaltzahlen q möglich:
Grundsätzlich kann bei diesem Verfahren auch die Phasenlage des Trägersignals variiert
werden. Dabei wird aber die Schaltzahl grösser. Umgekehrt lassen sich die Seitenlinien
des Trägerbandes beeinflussen. Weiter ist es nicht zwingend, das Verfahren synchron auszuführen.
Es kann grundsätzlich ein beliebiges Verhältnis von Träger- zu Grundschwin-
1
0.5
0
-0.5
-1
-0.5s I,U-
s I,U
0.5s I,U+
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
ω 1 t/2π
fT = 6( k + 0.5),
q = 8k, mit k =
1, 2, 3…