Download - Scheib Elektrotechnik GmbH

Synchrones PWM-Verfahren
Bei dem sinusbewerteten PWM-Verfahren war es notwendig,
die Spannungsausnutzung zu optimieren und das Oberschwingungsspektrum
zu minimieren. Wenn die Taktfrequenz (d.h. die
Frequenz der Dreieckspannung) sehr groß gegenüber der Frequenz
des Referenzsignals wird, können beide Signale asynchron
zueinander verlaufen. Spätestens bei Frequenzverhältnissen
in der Nähe von 10 und kleiner entstehen störende
Unterschwingungen. Dadurch war es notwendig, die beiden Signale
zu synchronisieren. Die Synchronisierung macht sich bei
der sogenannten »Gangschaltung« bemerkbar.
Durch die günstige Entwicklung des Preis-/Leistungsverhältnisses
der Mikroprozessortechnik, der integrierten Schaltungen
sowie der Bauelementen der Leistungselektronik (Bipolar
Transistoren und IGBT’s), wurde die Bestimmung der Schaltzeitpunkte
für den Wechselrichter bei einfachen Geräten durch
einen Mikroprozessor (Computer) ausgeführt.
Die Spezifikationen der Software zur Berechnung der Schaltzeitpunkte
sind firmenspezifisch und werden hier nicht erläutert.
Bei höheren Anforderungen an den Drehzahlstellbereich und
Rundlaufeigenschaften des Antriebes erfolgen die Schaltzeitpunkte
der Puls-Weiten-Modulation nicht mehr durch den
Mikroprozessor sondern durch einen zusätzlichen digitalen
Schaltkreis z.B. ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
In diesem Baustein steckt das »Know-How« der einzelnen
Firmen. Die Mikroprozessoren übernehmen weitere Aufgaben.
Ein grundsätzliches Problem bei dem PWM-Verfahren ist die
Bestimmung der optimalen Schaltzeitpunkte und Winkel für
die Spannung über eine Periode hinaus. Diese Schaltzeitpunkte
müssen so bestimmt werden, daß die Oberwellen minimal auftreten.
Ein so erhaltenes Schaltmuster gilt nur für einen
bestimmten (begrenzten) Frequenzbereich. Der Betrieb außerhalb
dieses Bereichs macht ein neues Schaltmuster erforderlich.
Solche Modulationstechniken (synchron) mit »Gangschaltungen«
sind gut für Drehstrom-Antriebe mit niedrigen
dynamischen Eigenschaften, bei denen Spannung und Frequenz
(normale U/f-Steuerung) langsam verändert werden
kann.
74 KAPITEL 2: FREQUENZUMRICHTER