Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

288 15 Steuerverfahren für zusammengeschaltete Stromrichter
i d
u d /2
u d /2
i A,d
i Halbbrücke A u
B,d
A0
iB Halbbrücke B
verhält sie sich allerdings wie 3 unabhängige einphasige Brückenschaltungen. Die Vorteile
des dreiphasigen Stromrichters gehen verloren: alle Gleichtaktkomponenten in den
Mittelpunktspannungen treten auch in den Lastspannungen auf.
u d/2
u d /2
Bild 15.3. 3 einphasige Brücken zur Speisung einer dreiphasigen Last
Im folgenden werden verschiedene Steuerverfahren jeweils am Beispiel der Serieschaltung
von 3 Stromrichtern gemäss Bild 15.1 vorgestellt. Die Überlegungen lassen sich jedoch
leicht auf k Stromrichter verallgemeinern. Als Teilstromrichter werden nur die in der
Praxis verwendeten ein- und dreiphasigen Brückenschaltungen betrachtet. Im einphasigen
Fall bedeutet dies im Grunde genommen eine doppelte Serieschaltung: die 3 Brücken
sind je aus zwei Halbbrücken zusammengesetzt.
15.1.2 Grundfrequenzsteuerung
i A
u B0
u AB
Last
uAB = uA0 – uB0 Bild 15.2.
Einphasige Brücke als
Serieschaltung von zwei
Halbbrücken
Zuerst wird die Serieschaltung von 3 dreiphasigen Brücken betrachtet. Wie in Kapitel 6.3
gezeigt, sind die Schaltfunktionen und damit die Mittelpunktspannungen bei Grundfrequenzsteuerung
fest gegeben. Der Modulationsgrad beträgt 4/π. Dies gilt auch für die
Phasenspannungen der Teilstromrichter u a,U/V/W, u b,U/V/W und u c,U/V/W. Ihre Phasenwinkel
sind jedoch frei wählbar. Bild 15.4 zeigt, dass sich durch eine gegenseitige Phasenverschiebung
der 3 Teilspannungen eine Gesamtspannung mit deutlich verbesserter Kurvenform
erzielen lässt. Es sind die Spannungen der Phase U dargestellt. Die gegenseitigen
Phasenverschiebungen sind durch ϕ b und ϕ c bezeichnet, welche prinzipiell verschieden
sein können. Möchte man jedoch eine viertelperiodensymmetrische Lastspannung, so
muss ϕ b =-ϕ c gelten. Die Grundschwingung û L,ν=1 und der zugehörige Modulationsgrad
M sind eine Funktion dieses einen verbleibenden Parameters und werden damit variabel:
ûL, ν = 1
i A
i d
=
=
– iB iA, d
+
iB, d
Brückenzweig U
Brückenzweig V
uU iA,U uA0,U iB,U uB0,U Brückenzweig U
Brückenzweig V
Brückenzweig W
Last
Brückenzweig W
Stromrichter A Stromrichter B
4
--
π
1 2 ϕ + cos b
= --------------------------- U'
3 B = MU'B , M 4
--
π
1 2 ϕ + cos b
=
---------------------------
3
u U
i U
=
uA0, U
= =
iA, U
–
uB0, U
– iB, U
(15.3)