Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

Kapitel 6: Eingangsstrombeobachtung 171
6.5.3 Praktische Realisierung des Beobachters
Die Messung der Spannungen an den Eingangsinduktivitäten uL,i wird am einfachsten
durch eine Sekundärwicklung N2,i durchgeführt. Bei einem hochohmigen Abschluss
dieser Wicklung erhält man eine Ausgangsspannung uL,i,m, die direkt proportional zur
Änderungsrate diU,i/dt des entsprechenden Phasenstroms ist, d.h. die Rekonstruktion des
Stroms kann durch Integration von uL,i,m erfolgen (siehe Abb.6.7, Q1, Q2, Q3). Hier darf
der ohmsche Anteil der Spannung an den Induktivitäten
u
L,
i
d LiU
, i
= RLiU
, i + , (6.5)
dt
im Gegensatz zur Messung der Gesamtspannung durch z.B. einen Differenzverstärker
beim Schaltungsmodell nicht berücksichtigt werden. Ein zusätzlicher Vorteil der
Spannungsmessung durch eine Sekundärwicklung ist die galvanische Trennung des
Leistungsteils von der Steuerplatine.
Anmerkung: Die Eingangsinduktivitäten von Gleichrichtersystemen im
Leistungsbereich 5kW… 20kW weisen typischerweise eine untere Grenzfrequenz, bei
der der Wechsel von induktivem zu resistivem Verhalten auftritt, von fL = 10… 15Hz
auf. Dies liegt sehr nahe an der Netzfrequenz fN; man könnte fL bei der Rekonstruktion
der Phasenströme einfach durch Parallelschalten eines Widerstandes zum
Integrationskondensator CI berücksichtigen.
6.5.4 Schaltungsbeschreibung
Die realisierte Schaltung nach Abb.6.7 stellt die direkte Hardwarerealisierung des
Blockschaltbildes nach Abb.6.5 dar, eine detaillierte Beschreibung kann daher
entfallen. Ein zusätzliches Detail soll hier trotzdem erklärt werden. Das Einschalten der
Analogschalter Si ˆ wird durch einen RC-Tiefpass RD, CD (td in Abb.6.9) im Vergleich zu
den Signalen i sˆ , die durch ein 256-bit TTL-PROM Q4 (AMD AM27S19ACP) nach
Tab.6.6 aus den Schaltsignalen si generiert werden, verzögert. Da das
Gleichrichtersystem und die Messung des Mittelpunktstroms eine Verzögerung bei
Änderung des Schaltzustands aufweisen, muss der Messwert des Mittelpunktstroms iM,m
für diese Zeit ausgeblendet werden. Die Dauer dieses Übergangs wird durch die
Verzögerung der Schaltsignale durch die Gatetreiber, die Schaltgeschwindigkeit der
Leistungstransistoren und die Bandbreite bzw. die Anstiegsgeschwindigkeit der
Verstärker Q5 und Q6 bestimmt.