Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

5.2 Definitionen und Kennwerte 87
Gesamtsignal (im Beispiel uA0 ): Das Gesamtsignal ist diejenige Grösse, welches für die
Dimensionierung des Umrichters und der Last von Bedeutung ist:
- Die Effektivwerte Ueff bzw. Ieff sind massgebend für die Dauerbelastung der einzelnen
Schaltungskomponenten.
- Die Scheitelwerte û bzw. î beschreiben die Spitzenbelastungen der Komponenten.
- Der Klirrfaktor k gemäss (5.11) stellt ein Mass für die Abweichung des Gesamtsignals
von der Sinusform dar.
k
UVZ, eff
= ---------------- =
Ueff 2 2
Ueff – ûν = 1 ⁄ 2
U 2 -----------------------------------eff
(5.11)
Schaltfrequenz f s und Schaltzahl q: Die Schaltfrequenz f s stellt einen der wichtigsten Parameter
eines Steuerverfahrens dar. Sie wird pro Schalter angegeben und ist die Anzahl
Schaltzyklen pro Zeiteinheit, bestehend aus je einem Ein- und einem Ausschaltvorgang.
Die Schaltzahl q bringt die Schaltfrequenz in Bezug zur Grundfrequenz. Sie bezeichnet
die Anzahl Schaltzyklen pro Grundperiode:
fs q =
--f1
(5.12)
Die Schaltzahl bezieht sich wie die Schaltfrequenz auf die einzelnen Schalter. Diese erzeugen
je 2q Schaltflanken pro Grundperiode. Da die Schalter in den Stromrichtern zu
verschiedenen Zeiten schalten, ergeben sich in den meisten Spannungen und Strömen
mehr als 2q Schaltvorgänge (Kommutierungsvorgänge). Die Tabelle 5.2 gibt eine entsprechende
Übersicht.
Tabelle 5.1. Anzahl Schaltvorgänge in Abhängigkeit der Schaltzahl q und dem Schaltungstyp
Anzahl Schaltvorgänge in Halbbrücke einphasige Brücke dreiphasige Brücke
Mittelpunktspannung u A0 bzw. u U0 2q 2q 2q
Phasenspannung u AB bzw. u U - 4q 6q
verkettete Spannung u UV - - 4q
Ausgangsstrom i A bzw. i U 2q 4q 6q
Zwischenkreistrom i d bzw. i d+ 2q 4q 6q
Fourierreihe: Besonders anschaulich ist, wie bereits erwähnt, die Beschreibung der
Grössen als Fourierreihen. Dies vor allem, weil dadurch die Auftrennung in Grundschwingung
und Verzerrungsanteil sehr leicht ersichtlich wird und weil sich auch die frequenzmässige
Zusammensetzung des Verzerrungsanteils direkt zeigt. Das Frequenzspektrum
wird in der Regel durch Linienspektra für Amplituden und Phasen dargestellt. Bei der
Betrachtung von Steuerverfahren interessiert vor allem das Amplitudenspektrum (Beispiel
in Bild 5.3).