Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

15.2 Parallelschaltung von Stromrichtern 299
Aus der Sicht, dass die Spannungen und Ströme in der Last gleichwertig sind, wären die
Parallelschaltungen wegen des geringeren Schaltungsaufwandes gegenüber den Serieschaltungen
zu bevorzugen. Für sie spricht zusätzlich ihre redundante Struktur: bei Ausfall
eines der Stromrichter ist der Rest der Schaltung in der Regel noch funktionstüchtig
und erlaubt zumindest noch einen Betrieb mit reduzierter Leistung. Bei einer Serieschaltung
ist dies nicht der Fall.
Wie im nächsten Abschnitt gezeigt wird, weist die Parallelschaltung dagegen auf der
Stromrichterseite ein deutlich schlechteres Verhalten auf. Die Verzerrungsströme sind
dort bei gleicher Steuerung erheblich grösser.
15.2.3 Kreisströme zwischen den Stromrichtern
Die Verhältnisse am Ausgang der Teilstromrichter werden an einem Beispiel betrachtet:
die Teilstromrichter werden dazu mit dem Trägerverfahren und versetzter Taktung gemäss
Bild 15.6 betrieben. Bild 15.16 zeigt für diesen Fall den Verzerrungsstrom für die
Phase U in der Last, iL,U,VZ, sowie denjenigen am Ausgang des Teilstromrichters a,
ia,U,VZ. Dabei sind die Induktivitäten Lσ=Lk=3L' k/4 angenommen. iL,U,VZ ist gleich wie
für die Serieschaltung in Bild 15.8, enthält also nur die Harmonischen des 3. Trägerbandes
und dessen Vielfachen. i a,U,VZ enthält dagegen alle Oberschwingungen der Phasenspannung.
Diejenigen Komponenten, die auch im Laststrom zu finden sind, verteilen sich
gleichmässig auf die Teilstromrichter. Auf i a,U,VZ entfällt somit ein Drittel davon. Die
restlichen Komponenten sind Kreisströme zwischen den Teilstromrichtern. Ihre Amplituden
sind im Verhältnis grösser als die Laststromanteile, da zu ihrer Begrenzung nur L σ
wirksam ist.
I B
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
10i a,U,VZ
10i L,U,VZ
-1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
ω 1t/2π
-60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Bild 15.16. Links: Verzerrungsstrom der Phase U im Stromrichter a und in der Last (Trägerverfahren
mit versetzter Taktung nach Bild 15.6), rechts: zugehörige Spektra, 0dB: I B
Die einzelnen Stromrichter sowie die Entkopplungsdrosseln bzw. die stromrichterseitigen
Transformatorwicklungen werden offensichtlich bei der Parallelschaltung mit
einem erheblich ungünstigeren Strom belastet als bei der Serieschaltung. Es ergeben sich
höhere Verluste und die Komponenten der Schaltung müssen grösser dimensioniert werden.
10
dB 10i a,U,VZ 10i L,U,VZ
0
-10
-20
-30
-40
-50
.
. .
.
f/f 1