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Asynchrones PWM-Verfahren
Die Anforderung für eine schnelle Systemreaktion bei Drehmoment
– bzw. Drehzahl-Steuerung von Drehstromantrieben
(außer Servoantrieben) mit feldorientierter Steuerung macht es
notwendig, die Amplitude und Winkel der Spannung des Wechselrichters
stufenweise zu ändern. Mit dem »normalen« bzw.
»synchronen« PWM-Schaltmustern ist es nicht möglich die
Amplitude und Winkel der Spannung des Wechselrichters stufenweise
zu ändern.
Eine Möglichkeit, dieser Anforderung gerecht zu werden, bietet
das asynchrone PWM-Verfahren, bei dem keine
Synchronisierung der Taktfrequenz und die eingestellten
Motorfrequenz stattfindet.
Nachfolgend werden zwei asynchrone PWM-Verfahren;
• der SFAVM (Ständer Flußorientierte Asynchrone Vektor
Modulation) und
• der 60°-AVM (Asynchrone Vektor Modulation)
beschrieben. Diese machen es möglich, die Amplitude und Winkel
der Spannung des Wechselrichters stufenweise zu ändern.
SFAVM
Die SFAVM ist ein Raum-Vektormodulationsverfahren, das es
möglich macht, die Spannung des Wechselrichters willkürlich,
aber stufenweise innerhalb der Schaltzeit zu ändern (asynchron).
Hauptziel dieser Modulation besteht darin, den Statorfluß optimal
(kleine Drehmomentenripple) über die Statorspannung zu
halten. Verglichen mit der Netzversorgung, ergibt sich bei der
»normalen« PWM-Versorgung eine Abweichung in der Statorflußvektor-Amplitude
und dem Flußwinkel. Diese Abweichungen
beeinflußen das Drehfeld (Drehmoment) im Luftspalt
des Motors und verursachen ein Ripple im Drehmoment. Der
Effekt der Abweichung der Amplitude ist vernachläßigbar klein
und kann durch Erhöhung der Schaltfrequenz reduziert werden.
Die Abweichung des Winkels ist abhängig von der Schaltfolge
und kann zu höherem Drehmomentripple führen. Daher
muß die Schaltfolge so berechnet werden, daß die Abweichung
der Vektorwinkel minimal gehalten wird.
Jeder Wechselrichterzweig eines 3-phasigen PWM-Wechselrichters
kann zwei Schalterzustände (Ein oder Aus) annehmen.
KAPITEL 2: FREQUENZUMRICHTER 75