Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

174 Kapitel 6: Eingangsstrombeobachtung
Anmerkung: Bei der Messung der Spannung an den Eingangsinduktivitäten und der
Mittelpunktsstrommessung werden in allen Zuleitungen Gleichtaktentstördrosseln
verwendet. Dadurch werden hochfrequente Ableitströme resultierend aus den steilen
Schaltflanken unterdrückt und die Steuerelektronik vor Störungen geschützt. Zusätzlich
muss beim Stromwandler zur Mittelpunktstrommessung eine Schirmfolie zwischen
dem primärseitigen Leiter und dem Kern vorgesehen und zum künstlichen
netzparallelen Sternpunkt der Filterkondensatoren CF verbunden werden.
Integratoren und Regler H(s) und K(s)
Die Dimensionierung der Integratorbauelemente RI und CI muss unter Berücksichtigung
der Offsetspannung, -ströme und des Ausgangsstroms des verwendeten
Operationsverstärkers erfolgen [81]. Die Stromabhängigkeit der Induktivität L = L{iU}
des Eisenpulverkerns,
N ⎡ di
⎤
U i dL{
iU
i}
di
2
,
, U , i
uL,
i,
m = ⎢L{
iU
, i}
+ iU
⋅ ⎥ , (6.6)
N1
⎣ dt
diU
, i dt
⎦
die beim Maximalwert des Eingangsstroms typischerweise nur mehr die Hälfte der
Anfangsinduktivität beträgt, kann bei der Integration der Spannungen nicht einfach
berücksichtigt werden, dementsprechend basiert die Dimensionierung der Integratoren
Q1, Q2 und Q3 auf einem mittleren Induktivitätswert.
Damit der Realisierungsaufwand gering bleibt, werden die Korrekturregler H(s) (Q8, Q9
und Q10) durch einfache Proportionalregler ausgeführt. Die Verstärkung ist dabei so
gewählt, dass sich die Zeitkonstante der Verzögerung erster Ordnung (PT1) im
geschlossenen Kreis in Verbindung mit dem Integrator im Bereich von
τH = 0.25...0.5 TP ergibt. Da die rückgekoppelte Schleife aber nur in Abschnitten der
Pulsperiode geschlossen ist, ergibt sich eine tatsächliche Zeitkonstante in der
Größenordnung τ'H = 2...5 TP. Dementsprechend wird der rekonstruierte
Phasenstromschätzwert îU,i auch bei Ungenauigkeiten des Modells die richtige
Grundschwingungsamplitude aufweisen. Die verbleibende Abweichung des
Zeitverhaltens betrifft nur die Stromwelligkeit, die bei Verwendung eines „Ramp
Comparison Current Controllers“ unwichtig ist.
Unabhängig vom nichtlinearen Verhalten der Induktivitäten muss nach wie vor auch für
die rekonstruierten Phasenströme ΣîU,i = 0 eingehalten werden. Da der Regler K(s)
kontinuierlich arbeiten kann, wird dessen Verstärkung um einen Faktor 10 geringer
gewählt als jene von H(s), d.h. beide Regelkreise weisen dann in etwa gleiches