Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

15.1 Serieschaltung von Stromrichtern 295
- Bei jedem Schaltwinkel erfolgt ein Sprung auf ein benachbartes Niveau. Andere Übergänge
würden den Spezialfall darstellen, dass zwei Schaltereignisse zusammenfallen.
Aufgrund dieser Einschränkungen sind die 13 Spannungssequenzen in der Tabelle 15.1
erlaubt. Die gekennzeichnete Sequenz Nr. 10 entspricht dem Beispiel in Bild 15.11. Mit
Hilfe der Schaltwinkel und der zugehörigen Spannungen lassen sich die Fourierkoeffizienten
von u L berechnen:
Sequenz Nr. u L,0...6 /(U’ B /3
)
mit
(15.4)
Die Gleichung (15.4) bildet die Grundlage für die Formulierung von Gütekriterien und die
Berechnung der Schaltwinkel. Die Optimierung muss, wie schon in Kapitel 9.3.3 für den
zweistufigen Stromrichter gezeigt wurde, für jede Sequenz einzeln durchgeführt werden.
Die erhaltenen Resultate sind zu vergleichen und die beste Sequenz auszuwählen. Gewöhnlich
sind für verschiedene Modulationsgrade andere Sequenzen optimal.
Wenn das Pulsmuster für u L bestimmt ist, muss die Aufteilung der Schaltwinkel auf die
einzelnen Stromrichter festgelegt werden. Dazu existieren fast immer mehrere Möglichkeiten.
Die wichtigste Randbedingung bei der Auswahl der Aufteilung ist eine gleiche
Schaltfrequenz für alle Stromrichter.
Dreiphasige Schaltungen: Bei der Serieschaltung von dreiphasigen Stromrichtern ist die
Anzahl der Schaltsequenzen für die Lastspannung noch grösser, da mehr Spannungsniveaus
zur Verfügung stehen. Die globale Optimierung von Pulsmustern unter Berücksichtigung
aller Freiheitsgrade scheitert deshalb in der Praxis bald einmal am Aufwand. Sie
ist z.B. für 3 Stromrichter höchstens mit q=2 oder 3 noch durchführbar. Auf die Besprechung
des Vorgehens im Detail wird an dieser Stelle verzichtet.
15.1.6 Direkte Stromregelverfahren
Sequenz Nr. u L,0...6 /(U’ B /3
)
1 0 1 0 1 0 1 0 8 0 1 2 1 2 1 0
2 0 1 0 1 0 1 2 9 0 1 2 1 2 1 2
3 0 1 0 1 2 1 0 10 0 1 2 1 2 3 2
4 0 1 0 1 2 1 2 11 0 1 2 3 2 1 0
5 0 1 0 1 2 3 2 12 0 1 2 3 2 1 2
6 0 1 2 1 0 1 0 13 0 1 2 3 2 3 2
7 0 1 2 1 0 1 2
b ν
6
4
= ----- U'
νπ B ∑ uL, i[
cos( ναi) – cos(
ναi + 1)
],
i = 0
ûL, ν =
α0 = 0, α7 =
π
--
2
und ν =
1, 3, 5, 7, …
Tabelle 15.1.
Mögliche Spannungssequenzen für
u L mit q=2
Grundsätzlich eignet sich die Anordnung nach Bild 15.1 sehr gut für die direkte Stromregelung,
sei es für Phasenstromregler (Kapitel 10) oder für drehzeigerorientierte Verfahren
b ν