Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

306 16 Steuerverfahren für dreistufige Spannungszwischenkreis-Stromrichter
symmetrisch bezüglich der jeweiligen Halbperiode zu liegen. Es wird jedoch fast ausschliesslich
die dargestellte Viertelperiodensymmetrie verwendet. Sie führt wie bei zweistufigen
Schaltungen stets zu den kleinsten Verzerrungsanteilen in den Phasengrössen.
Als einziger freier Parameter im Pulsmuster verbleibt dann der Steuerwinkel α. Die Harmonischen
von u A0 lassen sich als Funktion davon ausdrücken:
4
bν ----- ( να)
νπ
Ud = cos ------ , ûA0, ν = b
2
ν , ν = 1, 3, 5, 7, …
Im Gegensatz zur zweistufigen Schaltung ist der Modulationsgrad damit variabel:
M
4
= -- cosα
π
(16.1)
(16.2)
Der Verlauf der Amplituden der Grundschwingung sowie der 3., 5. und 7. Harmonischen
von u A0 sind in Bild 16.2 rechts graphisch dargestellt. Abgesehen von der Bezugsspannung
ist die Mittelpunktspannung identisch mit der Phasenspannung einer einphasigen
Brücke mit Grundfrequenzsteuerung.
Ausgehend von der Mittelpunktspannung des Brückenzweiges werden nun die beiden
in der Praxis verwendeten Brückenschaltungen betrachtet:
Einphasige Brücke: Bei der zweistufigen Schaltung wird der Modulationsgrad über die
Phasenverschiebung der Schaltfunktionen für die beiden Brückenzweige eingestellt. Bei
der dreistufigen Schaltung kann dieser Freiheitsgrad bereits zur Verbesserung des Spektrums
verwendet werden. Bild 16.3 rechts zeigt eine typische Phasenspannung und ihre
Zusammensetzung aus zwei Mittelpunktspannungen. In der Praxis werden nur viertelpe-
0
Ud/2 SA 0
SB +1
Ud/2 0
-1
+1
-1
i A
u A0
u B0
A
uAB B
sA ~uA0 sA ~uB0 u AB
π
2π
Bild 16.3. Links: einphasige, dreistufige Brücke,
rechts: Mittelpunktspannungen und Phasenspannung bei Grundfrequenzsteuerung
riodensymmetrische Phasenspannungen verwendet, da diese die kleinsten Verzerrungen
aufweisen. Sie lassen sich stets mit zwei gleichen, phasenverschobenen Mittelpunktspannungen
bilden, so dass als freie Parameter der Steuerwinkel α und der Verschiebungswinkel
β verbleiben. Die Harmonischen der Phasenspannung sind damit eine Funktion dieser
beiden Parameter:
α β
β α
ω 1t
ω 1t
ω 1t