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Optimiertes Raumzeigermodulationsverfahren fuer aktive, dreiphasige PWM-Netzrichter

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018979D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 9 (2003-09-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Sep-25
Document File: 2 page(s) / 79K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Aktive, dreiphasige Pulsweitenmodulation-Netzgleichrichter (PWM-Netzgleichrichter) fuer Spannungs-zwischenkreisumrichter benoetigen ein Modulationsverfahren zur Ansteuerung der Leistungshalbleiter. Das Modulationsverfahren soll dabei eine moeglichst hohe 3AC-Spannungsausbeute aus einer gege-benen Zwischenkreisspannung erreichen und moeglichst wenig Schaltverluste verursachen. Bisher wurden Modulationsverfahren verwendet, die meist identisch mit denen der motorseitigen Wechsel-richter waren wie beispielsweise Standardraumzeigermodulation oder Zweipunktreglerverfahren. Dabei war der praktisch erreichte Modulationsgrad stets deutlich kleiner als der theoretisch moegliche Wert und die modulierte Spannung musste ueber die Hoehe der Zwischenkreisspannung Udc gesteigert werden. Es wird vorgeschlagen, das Verfahren der sog. FT60-Raumzeigermodulation auf den PWM-Netz-gleichrichter anzuwenden. Das Verfahren ist am Beispiel einer dreiphasige Transistorbruecke in Zwei-punkttechnik, wie in der Abbildung 1 zu sehen, dargestellt. Es koennte sich aber auch auf Dreipunkt-technik oder andere Schaltungen erweitern lassen. Pro PWM-Intervall wird nur ein Nullzeiger ver-wendet. Der Nullzeiger wird in Abhaengigkeit von der Lage des Sollspannungsraumzeigers nach dem Schema in der Abbildung 1 ausgewaehlt. Dabei werden die oberen drei Schalter fuer den Nullzeiger eingeschaltet (111), wenn der Winkel des Sollspannungsraumzeigers eine der folgenden Bedin-gungen erfuellt:

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J07803.doc page: 1

Optimiertes Raumzeigermodulationsverfahren fuer aktive, dreiphasige PWM- Netzrichter

Idea: Falko Baumann, DE-Erlangen

Aktive, dreiphasige Pulsweitenmodulation-Netzgleichrichter (PWM-Netzgleichrichter) fuer Spannungs- zwischenkreisumrichter benoetigen ein Modulationsverfahren zur Ansteuerung der Leistungshalbleiter. Das Modulationsverfahren soll dabei eine moeglichst hohe 3AC-Spannungsausbeute aus einer gege- benen Zwischenkreisspannung erreichen und moeglichst wenig Schaltverluste verursachen. Bisher wurden Modulationsverfahren verwendet, die meist identisch mit denen der motorseitigen Wechsel- richter waren wie beispielsweise Standardraumzeigermodulation oder Zweipunktreglerverfahren. Dabei war der praktisch erreichte Modulationsgrad stets deutlich kleiner als der theoretisch moegliche Wert und die modulierte Spannung musste ueber die Hoehe der Zwischenkreisspannung Udc gesteigert werden.

Es wird vorgeschlagen, das Verfahren der sog. FT60-Raumzeigermodulation auf den PWM-Netz- gleichrichter anzuwenden. Das Verfahren ist am Beispiel einer dreiphasige Transistorbruecke in Zwei- punkttechnik, wie in der Abbildung 1 zu sehen, dargestellt. Es koennte sich aber auch auf Dreipunkt- technik oder andere Schaltungen erweitern lassen. Pro PWM-Intervall wird nur ein Nullzeiger ver- wendet. Der Nullzeiger wird in Abhaengigkeit von der Lage des Sollspannungsraumzeigers nach dem Schema in der Abbildung 1 ausgewaehlt. Dabei werden die oberen drei Schalter fuer den Nullzeiger eingeschaltet (111), wenn der Winkel φ des Sollspannungsraumzeigers eine der folgenden Bedin- gungen erfuellt:

  [g176] [g45] 30 φ [g176][g60][g163]30 oder [g176] 150

    φ [g176][g60][g163]90 oder [g176] 270

[g176][g163][g60]210

Es werden die unteren drei Schalter eingeschaltet (000), wenn fuer diesen Winkel φ eine der folgenden Bedingen gilt:

φ

  [g60] [g176] 90 φ [g176][g60][g163]30 oder [g176] 210

    φ [g176][g60][g163]150 oder [g176] 330

[g176][g163]270

Durch diese Wahl des Nullzeigers wird jeder Leistungshalbleiter 60°von 180° nicht geschaltet, son- dern er behaelt waehrend dieser Zeit seinen Schaltzustand bei und die verketteten Spannungen werden von den anderen beiden Phasen eingestellt. Die 60°-Bloecke sitzen im Bereich der maximalen Sp...