Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

Kapitel 6
Eingangsstrombeobachtung
Aktive PWM Gleichrichtersysteme benötigen für die Regelung im Fall der
dreiphasigen, tiefsetzstellerbasierten Struktur einen, der VIENNA Rectifier zumindest
zwei Einrichtungen zur Strommessung. Im Dreileitersystem kann wegen i = 0 der
dritte Strom auch rechnerisch ermittelt werden und somit ein dritter Stromwandler
entfallen. Im stationären Betriebszustand ist der Eingangsstrom beim VIENNA
Rectifier zwar gleichstromfrei, um aber genau dies sicherstellen zu können, ist es
wichtig, die Strommessung nicht nur für Wechselstrom durch z.B. einen
Wechselstromwandler durchzuführen, sondern durch eine Einrichtung, die auch den
Gleichanteil des Stromes messen kann. Erschwerend kommt hinzu, dass die
stromführenden Leiter auf zumindest zwei unterschiedlichen Netzspannungspotentialen
liegen und daher eine Strommessung mit einem Shunt technisch nicht einfach möglich
ist. Nachfolgend werden einige Möglichkeiten zur potentialgetrennten Strommessung
vorgestellt.
6.1 Halleffektstromwandler
Jeder stromführende Leiter mit einem Strom IP (Abb.6.1(a)) generiert ein magnetisches
Feld, das beim Halleffektstromwandler in einem magnetischen Kreis konzentriert wird.
Dieses Feld kann in einem Luftspalt mit Hilfe eines Hall-Elements gemessen werden.
Bei Versorgung mit einem konstanten Strom IC hat das Hall-Element die Eigenschaft,
den magnetischen Fluss in eine Spannung umzuwandeln. Beim Kompensations-Prinzip
wird die Hall-Spannung nur zur Regelung des Gleichgewichts zwischen Primär- und
kompensierenden Sekundärfluss verwendet. Durch die zusätzliche Sekundärwicklung
mit beispielsweise 2000 Windungen fließt ein Strom IS, der 1/2000 des Primärstroms
beträgt, um das Feld des Primärstromleiters exakt zu kompensieren. Der Gesamtfluss ist
161
∑ N