Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

3.2 Quellen und Lasten von Stromrichtern 49
Die vollständige Entkopplung der beiden Stromrichter wird mit dem Modell in Bild
3.15 rechts erreicht. Unter der Annahme, die Induktivität sei so gross, dass die Welligkeit
des Stromes vernachlässigbar wird, kann der Zwischenkreis durch eine Stromquelle modelliert
werden. Auch hier ist anzumerken, dass dieses Modell für dynamische Betrachtungen
nicht geeignet ist.
Im Gegensatz zum Spannungszwischenkreis ist die Betrachtung der Zwischenkreisdrossel
als reine Induktivität nicht immer genügend. Vor allem bei Umrichtern kleiner
Leistung ist die Güte solcher Drosseln relativ klein, so dass der Wicklungswiderstand für
Systemuntersuchungen nicht vernachlässigt werden darf. Zusätzlich wird generell ein anderes
Konzept bei der Regelung des Umrichters angewandt: während bei U-Umrichtern
die Zwischenkreisspannung meistens konstant auf dem Maximalwert gehalten wird, wird
bei I-Umrichtern der Zwischenkreisstrom variiert. Um die deutlich grösseren Verluste im
Zwischenkreis und in den Leistungshalbleitern zu reduzieren, wird er stets auf einem
möglichst kleinen Wert gehalten.
3.2.6 Filter
3.2.6.1 Filter für U-Stromrichter
U-Stromrichter stellen für ihre Ausgangsseite Spannungsquellen dar, die jedoch nichtsinusförmige
Kurvenformen abgeben. Die Phasenströme stellen sich entsprechend der
Konfiguration des Lastkreises ein. Geht man von der in Kapitel 3.2.4 definierten Standardlast
aus, so wirkt die Lastinduktivität L k dabei als Filter erster Ordnung.
In gewissen Anwendungen ist gefordert, dass die Spannung und der Strom an der Last
besonders kleine Verzerrungen aufweisen. In diesem Fall wird die Verwendung eines Filters
nach Bild 3.16 erforderlich. Es besteht aus den zusätzlichen Komponenten L F und C F,
so dass zusammen mit der bereits vorhandenen Lastinduktivität L k ein Filter 3. Ordnung
entsteht. Von Bedeutung sind in erster Linie die 3 Übertragungsfunktionen (3.39) bis
(3.41), welche die Grössen im Lastkreis in Funktion der eingestellten Ausgangsspannung
u AB am Stromrichter beschreiben. Sie gelten unter der Annahme, dass die Gegenspannung
e rein sinusförmig verläuft und die Kreisfrequenz ω 1 aufweist. Sie stellt damit für jede andere
Kreisfrequenz einen Kurzschluss dar.
G 1
U-
Stromrichter
A
B
i A
u AB
LF CF i L
u L
L k
Last
îA 1 ω
-------ûAB
2 – LkCF jω( Lk + LF) jω 3 = = ----------------------------------------------------------------, ω ≠
ω1 – LkLF CF e
Bild 3.16.
U-Stromrichter mit Ausgangsfilter
und Standardlast
(3.39)