Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

3.3 Schaltungen von selbstgeführten Stromrichtern 61
mU() t = mt (), mV() t m t T1 2T
⎛ – ----- ⎞ 1
= , mW() t = m⎛t – -------- ⎞
⎝ 3 ⎠
⎝ 3 ⎠
(3.77)
Ist zusätzlich auch die Last symmetrisch, so wird i d zu einem reinen Gleichstrom ohne
Pulsationsanteil (Kapitel 5.2).
Beschreibung des Stromrichters mittels Drehzeigern: Die geschalteten Mittelpunkt-
und Phasenspannungen eines dreiphasigen Stromrichters können auch als Drehzeiger u Str
in der αβ-Ebene dargestellt werden (Anhang B.1.2). Dabei resultieren als Ortskurve der
Zeigerspitze 8 diskrete Werte, entsprechend den diskreten Stromrichterspannungen. Der
Drehzeiger u Str beschreibt gleichzeitig die Mittelpunkt- und die Phasenspannungen, da
die eventuell in der Mittelpunktspannung vorhandenen Gleichtaktkomponenten (identisch
mit u N0) nicht in den Zeiger eingehen. Die 8 Stromrichterzustände mit den entsprechenden
Komponenten von u Str und der zugehörigen Sternpunktspannung sind in Tabelle
3.3 zusammengestellt.
Zustand Zeiger u Str u Str,α u Str,β |u Str |
0 Z
1 Z
2 Z
3 Z
4 Z
5 Z
6 Z
7 Z
Bild 3.25. zeigt die Lage der Zeiger in der αβ-Ebene. Die Spitzen der 6 spannungsbildenden
Zeiger liegen gleichmässig verteilt (Winkelschritt π/3) auf einem Kreis mit dem Radius
2u d/3. Sie definieren damit die 6 π/3-Sektoren S1 bis S6. Die Nullspannungs-Zeiger
0 U und 7 U haben die Länge null. Die zugehörige Sternpunktspannung kann der Tabelle
3.2 entnommen werden.
0
U 0 0 0
1
U 2ud /3 0 2ud /3
2
U ud /3 ud / 3 2ud /3
3
U -ud /3 ud / 3 2ud /3
4 U -2u d /3 0 2u d /3
5
U -ud /3 -ud / 3 2ud /3
6
U ud /3 -ud / 3
2ud /3
7 U 0 0 0
3.3.3 Dreistufige Stromrichter für U-Umrichter
3.3.3.1 Einphasige Halbbrücke
Tabelle 3.3.
Drehzeiger u Str , α- und β-Komponenten
und Betrag von u Str
Der dreistufige U-Stromrichter ist im Gegensatz zum zweistufigen in der Lage, in den
Mittelpunktspannungen 3 Spannungsniveaus einzustellen. Die entsprechende Grundschaltung,
die einphasige Halbbrücke, bestehend aus einem einzelnen Brückenzweig, ist
in Bild 3.26 links dargestellt. Der Brückenzweig besteht hier aus 4 rückwärtsleitenden