Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

4.3 Stromregelung 75
In der gewählten Betriebsart liefert der Stromrichter neben der Wirkleistung zusätzlich
die Blindleistung für die Induktivität.
Blindstrom: Bild 4.3 rechts zeigt das Zeigerdiagramm des Lastkreises unter der Voraussetzung,
dass die Gegenspannungsquelle eine reine Blindleistung abgibt oder aufnimmt.
Die Zeiger ê und î A stehen senkrecht aufeinander. Dazu müssen ê und û Lk parallel oder
antiparallel liegen. Die Amplitude des Stromes ist wiederum durch (4.1) bestimmt und die
Blindleistung in der Gegenspannungsquelle ergibt sich analog zu (4.2):
Q =
êîA -------
2
=
êûLk ---------------
2ω1L k
Für die Amplituden der Komponenten u' ˆ und u'' ˆ gilt hier:
(4.4)
u' ˆ = ê± ûLk, u'' ˆ = 0
(4.5)
Eine reine Blindleistung in der Gegenspannungsquelle stellt sich also ein, wenn die Ausgangsspannung
ûAB und die Gegenspannung ê in Phase zueinander liegen. Die Amplitude
des Ausgangsstromes ist dann proportional zur Differenz der beiden Spannungsamplituden.
Dabei gibt die Gegenspannungsquelle Blindleistung ab, das heisst verhält sich wie
eine Kapazität, wenn ûAB kleiner ist als ê (schwarze Zeiger im Bild) und nimmt Blindleistung
auf, das heisst, verhält sich wie eine Induktivität, wenn ûAB grösser ist als ê (graue
Zeiger).
Steuerung des Wirk- und Blindstromes: Entsprechend der vorangegangenen Betrachtungen
lassen sich bei gegebener Gegenspannung der Wirk- und Blindstrom am Ausgang
des Stromrichters mit Hilfe der Aufspaltung von ûAB in die Komponenten u' ˆ und u'' ˆ unabhängig
voneinander steuern: der Wirkstrom ist proportional zu u'' ˆ und der Blindstrom
ist proportional zur Differenz u' ˆ –
ê .
Die Entkopplung ist jedoch nur gegeben, weil bei der Definition der Standardlast der
ohmsche Anteil der Lastimpedanz null gesetzt wurde. Dies ist für Grundschwingungsbetrachtungen
nicht immer zulässig. Vor allem bei Antrieben im Anlaufbereich, wenn ω1 sehr klein ist, wird der ohmsche Spannungsabfall gegenüber dem induktiven spürbar oder
sogar dominant. Die Wirk- und Blindstromsteuerung erhält dadurch eine frequenzabhängige
gegenseitige Kopplung. Diese lässt sich bei der Regelung allerdings relativ leicht berücksichtigen
(Kopplungsnetzwerke, [Föl1]).
4.3 Stromregelung
Die Beschreibung des Systems und die Implementierung der Regelung kann in verschiedenen
Darstellungsarten erfolgen. Dabei sind einphasige und dreiphasige Schaltungen
verschieden zu behandeln.