Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

294 15 Steuerverfahren für zusammengeschaltete Stromrichter
- Fast jeder Zustandsübergang von u L lässt sich auf mehrere Arten realisieren. Es kann
ausgewählt werden, welcher Teilstromrichter geschaltet werden soll. Dabei ist aber zu
beachten, dass im Mittel alle Schalter mit derselben Schaltfrequenz zu belasten sind.
Die Möglichkeiten für die Entwicklung von Schaltsequenzen sind sehr zahlreich. Sie nehmen
mit der Anzahl der verwendeten Stromrichter zudem rasch noch weiter zu. Das Thema
der optimalen Drehzeigermodulation für seriegeschaltete Stromrichter wird aber in
der Literatur bisher kaum behandelt.
15.1.5 Vorausberechnete Pulsmuster
Off-Line-Steuerverfahren lassen sich auch auf seriegeschaltete Stromrichter anwenden.
Die abgespeicherten Pulsmuster können dabei nach beliebigen Kriterien optimiert werden
(Kapitel 9). Die Optimierung zielt immer auf die Grössen, die an der Last auftreten, d.h.
die Lastspannung u L , den Verzerrungsstrom i L,VZ usw. Sie wird im allgemeinen viertelperiodensymmetrisch
gemacht. Die Teilspannungen sind nur soweit von Interesse, als dass
alle Stromrichter dieselbe Schaltfrequenz aufweisen sollen. Es ist jedoch nicht zweckmässig,
die Teilspannungen zu optimieren. Durch eine direkte Optimierung von u L unter Verwendung
aller Freiheitsgrade lässt sich stets das beste Resultat erzielen. Die Aussteuerung
der Teilstromrichter wird dabei meistens unterschiedlich. Dies ist aber nicht weiter von
Bedeutung, da die entsprechenden Phasenströme alle gleich sind. Weiter sind die Teilspannungen
in der Regel nicht mehr viertelperiodensymmetrisch.
Einphasige Schaltungen: Bei der Optimierung von Pulsmustern für u L stellt sich das
Problem, dass die Anzahl Freiheitsgrade schon für sehr kleine Schaltzahlen gross wird.
Dies soll am Beispiel von 3 in Serie geschalteten einphasigen Brücken mit der Schaltzahl
q=2 gezeigt werden. In Bild 15.11 ist eine Viertelperiode von u L dargestellt. Da jede
Schaltfunktion eines Brückenzweiges 4 Schaltwinkel pro Periode aufweist, ergibt dies in
den Phasenspannungen der Teilstromrichter 8 und in u L 24 Schaltwinkel pro Periode. Es
stehen für eine viertelperiodensymmetrische Lastspannung 6 freie Schaltwinkel für die
Optimierung zur Verfügung. Für die Spannungsniveaus dazwischen lassen sich die folgenden
Regeln aufstellen:
uL U’ B
2U’ B/3
U’ B /3
uL,5 uL,2 uL,4 uL,1 uL,3 uL,0 uL,6 α1 α2 α3 α4 α5 α6 π/2
ω 1 t
Bild 15.11.
Viertelperiode einer Lastspannung, zusammengesetzt
aus 3 Teilspannungen mit q=2
- Die Stelle ω1t=0 wird mit uL =0 durchfahren.
- Im Bereich der positiven Halbwelle sind nur positive Spannungen sinnvoll. Sie können
null, B /3, 2 B /3 oder U' U' U'
B betragen. Diese Niveaus entsprechen einer positiven
Phasenspannung an keiner, einer, zwei oder allen 3 Brücken.