Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

Die Steuerung des Stromrichter kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen:
16.2 Steuerverfahren 307
4
Ud bν = ----- cos(
να)
cos(
νβ)
------ , ûA0, ν = b
νπ
2
ν , ν = 1, 3, 5, 7, …
(16.3)
- Durch die Wahl von α=π/6 wird die dominante 3. Harmonische im Spektrum von u AB
eliminiert. Der Modulationsgrad lässt sich dann proportional zu cosβ im Bereich von 0
bis ca. 1.10 variieren. Neben der 3. Harmonischen werden gleichzeitig alle ihre Vielfachen,
d.h. die 9., 15. usw. eliminiert.
- Soll der Modulationsgrad nicht variabel sein, können α und β zur Elimination von zwei
Harmonischen oder zur Minimierung von mehreren Harmonischen eingesetzt werden.
Beispielsweise eliminieren α=π/6 und β=π/10 die 3. und die 5. Harmonische sowie alle
Vielfachen davon. Der Modulationsgrad beträgt dabei 1.05. Das resultierende Spektrum
ist in Bild 16.4 links dargestellt. Die Elimination könnte auch mit anderen Steuerwinkeln
erreicht werden: z.B. mit β=3π/10 für die 5. Es ist aber diejenige Lösung zu bevorzugen,
die den grössten Modulationsgrad liefert. Der Spannungsklirrfaktor ist dann am
kleinsten.
- Die Steuerwinkel α und β können auch als freie Parameter für die Optimierung des
Pulsmusters nach beliebigen Kriterien benützt werden (Kapitel 9), wobei der gewünschte
Modulationsgrad als Randbedingung berücksichtigt wird.
10
dB u AB
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
f/f1
-60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
f/f1
Bild 16.4. Grundfrequenzsteuerung bei dreistufigen Schaltungen,
links: Spektrum der Phasenspannung der einphasigen Brücke, α=π/6, β=π/10,
rechts: Spektrum der Phasenspannung der dreiphasigen Brücke, α=0.27, 0dB: U B
Dreiphasige Brücke: Es wird davon ausgegangen, dass alle 3 Brückenzweige mit demselben
Steuerwinkel α betrieben werden, so dass die Phasenspannungen symmetrisch
sind. In diesem Fall wirken die Vielfachen der 3. Harmonischen im Spektrum der Mittelpunktspannungen
als Gleichtaktkomponenten und fehlen in den Phasenspannungen. Es
sind dann die folgenden Steuerstrategien möglich:
- Der Steuerwinkel α wird zur Variation des Modulationsgrades eingesetzt. Die weiteren
Harmonischen stellen sich dementsprechend ein.
- Durch die feste Wahl von α=π/10 wird die 5. Harmonische, die den grössten Verzerrungsstrom
verursacht, eliminiert. Der Modulationsgrad ist dadurch auf 1.21 festgelegt.
10
dB u U/V/W
0
-10
-20
-30
-40
-50