Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

15.1 Serieschaltung von Stromrichtern 293
sind für die versetzte Taktung die Abtastintervalle um 2T Tast /3 gegeneinander zu verschieben.
Jeder Teilstromrichter führt innerhalb seines Abtastintervalles eine normale Sequenz
von 2 Nullzuständen und zwei spannungsbildenden Zuständen aus. Bild 15.10 zeigt ein
entsprechendes Beispiel für die Standardvariante der Drehzeigermodulation mit zwei
symmetrisch angeordneten Nullzuständen pro Taktintervall. Dies entspricht einem Trägerverfahren
mit den abgetasteten und um eine Gleichtaktkomponente erweiterten Sollwerten
gemäss Bild 8.7.
0 1
Z Z
TT TTast =TT /2 TTast =TT /2
2 Z
Stromrichter c
Lastspannung
7 7
Z Z
2 Z
1 0
Z Z
0Z 1Z 2Z 7Z7Z 2Z 1Z 0Z 0Z 1Z 2Z 7Z7Z 2Z 1Z 0Z u L,1 u L,2 u L,3 u L,4 u L,5 u L,6 u L,7
Stromrichter a
Stromr. b
Bild 15.10. Drehzeigermodulation mit versetzten Taktintervallen,
links: Schaltsequenzen der Teilstromrichter und des Lastspannungszeigers,
rechts: Darstellung einer Trägerperiode in der Drehzeigerebene
Für die Lastspannung entsteht so ein um einen Faktor 3 kürzeres Taktintervall. Die Phasenspannungen
an der Last sind ähnlich (andere Sollwertverläufe) wie diejenigen in Bild
15.8. Es treten nur noch die Harmonischen des 3. Trägerbandes und dessen Vielfachen
auf.
Bei der Betrachtung der entstehenden Schaltsequenz für u L in der Drehzeigerebene
(Bild 15.10 rechts) ist zu erkennen, dass diese Art der Steuerung noch nicht das Optimum
darstellt: es kommen zwar nur Spannungszustände zum Zuge, die nahe beim Sollwert
u L,Soll liegen, die Auswahl ist jedoch nicht auf die unmittelbar nächsten beschränkt (u L,4
gehört nicht zu diesen). Optimal wäre die ausschliessliche Verwendung der Zustände, die
das grau hinterlegte Dreieck umschliessen. Damit würden die Verzerrungen von u L am
kleinsten. Eine derartige Modulation ist mit einem auf die Gesamtschaltung orientierten
Schaltzyklus grundsätzlich realisierbar. Es sind dabei zwei Randbedingungen zu erfüllen:
- Bei der Drehzeigermodulation eines einzelnen Stromrichters hängt die Schaltsequenz
für ein Abtastintervall davon ab, in welchem Sektor sich u Soll befindet. Es werden stets
diejenigen Zustände verwendet, die das Dreieck des entsprechenden Sektors bilden.
Dabei sind die Zustände am Anfang und am Ende jedes Abtastintervalles Nullzustände.
Ein Übergang auf eine andere Schaltsequenz, wenn u Soll den Sektor wechselt, ist problemlos
möglich, da auch diese mit einem Nullzustand beginnt. Im erweiterten Zustandsdiagramm
von seriegeschalteten Stromrichtern hat jede zu einem Dreieck gehörende
Schaltsequenz einen eigenen Anfangszustand, der im allgemeinen kein Nullzustand
ist. Der Wechsel von einer Sequenz auf eine andere, wenn sich u L,Soll in ein anderes
Dreieck bewegt, erfordert deshalb stets eine Überführungsoperation.
t
β
u L,1/7
u L,Soll
u L,2/6
u L,3/5
u L,4
α