Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

4.2 Wirk- und Blindstrom am selbstgeführten Stromrichter 73
weiten-) Modulator bezeichnet. Die Ansteuerelektronik der Leistungshalbleiter, wo die
Aufbereitung der Steuersignale in die eigentlichen Steuerspannungen bzw. -ströme geschieht
(Kapitel 3.1), wird hier als Bestandteil des Stromrichters betrachtet.
Die lastseitige Regelung hat primär die Aufgabe, die Last in den gewünschten Betriebszustand
zu bringen. Bei einem Antrieb zum Beispiel kann die Regelgrösse das Drehmoment,
die Drehzahl oder den Drehwinkel der Welle sein. Bei der Speisung eines unabhängigen
Netzes ist es die Spannung an der Last, d.h. am Ausgang des Filters (Beispiel Kapitel
4.4.3). In Bild 4.1 steht x stellvertretend für eine dieser Grössen. Die gesamte Regelstruktur
kann sehr komplex sein. Ihre Aufteilung in einen unterlagerten Regelkreis für die
Ströme und eine überlagerte Regelung für die lastspezifischen Regelgrössen ist aber meistens
vorzufinden.
Die Lastseite legt die Leistung im Zwischenkreis fest. Es ist deshalb die primäre Aufgabe
der netzseitigen Regelung, diese Leistung zur Verfügung zu stellen. Dies geschieht,
indem die Zwischenkreisspannung u d als Regelgrösse verwendet wird. Bei den meisten
Anwendungen wird sie auf einen konstanten Wert geregelt. Es ist jedoch auch möglich,
dass ihr Wert in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Last variieren soll. In diesem Fall
ist ihr Sollwert nicht unabhängig, sondern wird von der Lastseite her vorgegeben. Im Falle
eines selbstgeführten Stromrichters kann auch die netzseitige Regelstruktur komplex werden,
weil dann, wie in Kapitel 2.3 erwähnt, auch die Blindleistung beliebig einstellbar ist.
Für die Auslegung der Regelung werden normalerweise die in Kapitel 3.3 definierten
zeitkontinuierlichen Transformationsgleichungen der Stromrichter verwendet. Es werden
also Grundschwingungsbetrachtungen gemacht und der Einfluss der stets vorhandenen
Verzerrungsanteile in den Spannungen und Strömen auf die Regelkreise wird nicht berücksichtigt.
Er muss unter Umständen aber separat zusätzlich abgeklärt werden. Eine
Abweichung von diesem Prinzip stellen die Steuerverfahren zur direkten Stromregelung,
die in den Kapiteln 10 und 11 behandelt werden, dar. Sie entsprechen dem unterlagerten
Regelkreis, arbeiten aber mit dem exakten Stromverlauf, d.h. mit Berücksichtigung der
Verzerrungen.
In vielen Fällen kann das Systemverhalten durch Vorsteuerungen bzw. Störgrössenaufschaltungen
stark verbessert werden. Ein Beispiel dafür ist die Aufschaltung des lastseitigen
Zwischenkreisstromes auf den netzseitigen Stromregelkreis. Damit wird dessen Reaktionsgeschwindigkeit
auf Laständerungen markant erhöht.
4.2 Wirk- und Blindstrom am selbstgeführten Stromrichter
Bei den meisten Anwendungen ist es von Bedeutung, den Wirk- und Blindstrom und damit
die Wirk- und Blindleistung in der Last getrennt regeln zu können. Am Beispiel der
Standardlast nach Kapitel 3.2.4 wird gezeigt, wie diese Entkopplung vollzogen werden
kann. Betrachtet werden die Leistungen in der Gegenspannungsquelle e, da diese in den
meisten Anwendungen die grösste Bedeutung haben.
In der zeitkontinuierlichen Betrachtungsweise gilt für Grundschwingungsbetrachtungen
die Ersatzschaltung in Bild 4.2 für den Lastkreis.