Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich
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16.2.4 Weitere Steuerverfahren<br />
16.2 Steuerverfahren 313<br />
Die dreistufigen Stromrichter haben ein verhältnismässig kleines Anwendungsgebiet im<br />
Bereich grosser Leistungen (Kapitel 3.3.3). Dabei kommen kaum <strong>an</strong><strong>der</strong>e als die bereits<br />
gezeigten Steuerverfahren zum Zuge. Die sehr guten Eigenschaften <strong>der</strong> Grundfrequenzsteuerung<br />
und <strong>der</strong> Trägerverfahren beim Einsatz in dreistufigen Schaltungen lassen auch<br />
wenig Bedarf nach weiteren Steuerverfahren aufkommen. Trotzdem lassen sich natürlich<br />
alle im Teil II vorgestellten Verfahren auf dreistufige Stromrichter übertragen. Im folgenden<br />
werden dazu einige kurze Bemerkungen gemacht.<br />
Vorausberechnete Pulsmuster [Hal1], [Nab2]: In gleicher Weise, wie bereits für seriegeschaltete<br />
Stromrichter gezeigt wurde, können die Schaltwinkel für den dreistufigen<br />
Stromrichter nach beliebigen Gütekriterien bestimmt werden. Wegen <strong>der</strong> grossen Anzahl<br />
von Freiheitsgraden wird allerdings die globale Lösung <strong>der</strong> Optimierungsprobleme bereits<br />
für niedrige Schaltzahlen schwierig.<br />
Direkte Regelverfahren: Das zusätzliche Schaltniveau jedes Brückenzweiges ergibt für<br />
alle direkten Regelverfahren (Phasenstromregler, Stromzeigerregler sowie Fluss-und Momentregler)<br />
eine gegenüber den zweistufigen Schaltungen deutlich reduzierte Schaltfrequenz<br />
bei gegebenen Toler<strong>an</strong>zbän<strong>der</strong>n. Der sinnvolle Bereich für die Schaltfrequenzen<br />
bei den meisten dieser Verfahren liegt aber trotzdem für die bei grosser Leistung <strong>an</strong>gesiedelten<br />
dreistufigen Stromrichtern zu hoch. Eine Ausnahme bildet die direkte Selbstregelung,<br />
welche in Antrieben mit dreistufigen Stromrichtern eingesetzt wird [Spr1].<br />
16.2.5 Zwischenkreis<br />
Während auf <strong>der</strong> AC-Seite des dreistufigen Stromrichters eine starke Analogie mit seriegeschalteten<br />
zweistufigen Schaltungen erkennbar ist, ergeben sich auf <strong>der</strong> DC-Seite deutliche<br />
Unterschiede. In den Gleichungen (3.79), (3.81) und (3.83) für die 3 Leiterströme<br />
im Zwischenkreis tritt überall das Produkt aus dem Quadrat <strong>der</strong> Schaltfunktionen und den<br />
zugehörigen Phasenströmen auf. Dies bedeutet, dass in den Spektra dieser Ströme mehr<br />
Frequenzlinien auftreten als bei den zweistufigen Schaltungen. Insbeson<strong>der</strong>e ergibt sich<br />
durch die gen<strong>an</strong>nte Multiplikation ein zusätzlicher Pulsations<strong>an</strong>teil <strong>der</strong> dreifachen Grundfrequenz<br />
3f 1.<br />
Einphasige Brücke: Bild 16.10 zeigt die Zwischenkreisströme i d+ und i d0 für die mit dem<br />
Trägerverfahren nach Vari<strong>an</strong>te 1 gesteuerte Brücke. Nur <strong>der</strong> Strom i d+ (sowie i d-) weist<br />
nie<strong>der</strong>frequente Anteile auf. Diese bestehen, wie bei <strong>der</strong> zweistufigen Brücke, aus einer<br />
DC-Komponente und einem Pulsations<strong>an</strong>teil <strong>der</strong> Frequenz 2f 1, während die Frequenzen<br />
f 1 und 3f 1 fehlen. Der Verzerrungs<strong>an</strong>teil von i d+ wird durch Trägerbän<strong>der</strong> um die Vielfachen<br />
<strong>der</strong> Trägerfrequenz gebildet. Der Strom im mittleren Leiter i d0 weist dagegen nur einen<br />
Verzerrungs<strong>an</strong>teil auf. Im Gegensatz zum Spektrum <strong>der</strong> Phasensp<strong>an</strong>nung, wo wegen<br />
<strong>der</strong> versetzten Taktung das erste Trägerb<strong>an</strong>d wegfällt, ist dieses in allen Zwischenkreisströmen<br />
vorh<strong>an</strong>den.
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