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19.3 Praktische Probleme
19.3 Praktische Probleme 345
In Ergänzung zu den bisher betrachteten Realisierungen von prinzipiellen Funktionen von
Modulatoren werden im folgenden einige ausgewählte praktische Probleme kurz beleuchtet.
Pulsverriegelung: Bereits in Kapitel 17.2 wurde erläutert, dass bei der Ausführung der
Schaltflanken im Stromrichter eine Verzögerungszeit sowie eine endliche Flankensteilheit
auftritt. Deshalb dürfen bei der Umschaltung der Brückenzweige eines U-Stromrichters
die beiden Halbleiter nicht mit exakt entgegengesetzten Signalen gesteuert werden.
Da in der Regel die Abschaltverzugszeit grösser ist als die Einschaltverzugszeit, würde
dabei der Zweig kurzzeitig kurzgeschlossen. Ein sehr schnell ansteigender Kurzschlussstrom
über beide Schalter wäre die Folge. Um diesen Fall mit Sicherheit ausschliessen zu
können, müssen die Steuersignale, wie in Bild 19.7 dargestellt, nachbearbeitet werden: jeweils
die Einschaltflanke wird um eine gegebene Totzeit T tot verzögert. Die Schaltverzögerungen
sind unter anderem abhängig von den Schalterströmen, d.h. variabel. Der Verlauf
der Mittelpunktspannung u A0 am Stromrichter im Bereich des Umschaltens ist deshalb
nicht immer gleich, was im Bild durch die eingefärbte Fläche angedeutet ist. Die Zeit
T tot ist so zu wählen, dass auch im schlechtesten Fall kein Kurzschluss auftreten kann.
Das Einfügen der Totzeit bewirkt eine kleine Phasenverschiebung von u A0 gegenüber
der Schaltfunktion s A . Diese kann normalerweise durch die übergeordnete Regelung kompensiert
werden. Problematischer ist dagegen die zusätzliche Verzerrung der Ausgangsspannung,
welche durch die nichtidealen und in Abhängigkeit des Schalterstromes verzögerten
Schaltflanken entsteht. Sie wurde in Kapitel 17.2 behandelt.
s A
Verriegelung
u d/2
u d/2
sA+ sA- S A+
Bild 19.7. Verriegelung der Steuersignale für einen Brückenzweig,
links: Blockschaltbild, rechts: Signalverläufe
A
SA- Ttot
uA0 sA 0
Auch beim I-Stromrichter müssen die Steuersignale für die einzelnen Schalter individuell
korrigiert werden. Es muss sichergestellt sein, dass der Zwischenkreisstrom beim
Umschalten zwischen zwei Brückenzweigen nie unterbrochen wird. Dazu sind die Schaltpulse
für den eingeschalteten Zustand der beteiligten Schalter leicht zu überlappen.
s A
s A+
u A0
T tot
t
t
t
t