Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

190 Kapitel 7: Elektromagnetische Verträglichkeit
7.3.2 Wahl von Schaltzuständen ohne Nullkomponente
Zur Bildung der Gleichrichtereingangsspannung könnten auch ausschließlich
Schaltzustände verwendet werden, die keine Nullkomponente aufweisen, das sind
j = (111), (001) und (010) im π/3-breiten Intervall nach Abb.4.1. D.h. bei Verwendung
der Schaltzustandssequenz (111) – (001) – (010) kann ohne wirkliche Verbindung M
und N theoretisch u0 = 0 erreicht werden, ein ähnliches Konzept wurde in [85] für
dreiphasige Zwei-Level PWM Wechselrichter vorgestellt. Jedoch kann auch hier der
Modulationsindex nur M = 0 … 1 betragen. Außerdem kann der Netzstrom nur in Phase
mit der Grundschwingung der Umrichtereingangsspannung und nicht in Phase mit der
Netzspannung geführt werden. Der Rippel wird sich bei gleich bleibender
Eingangsinduktivität und Schaltfrequenz signifikant vergrößern, da die verwendeten
Raumzeiger für die Modulation nicht optimal sind.
Den Hauptnachteil stellt aber der Umstand dar, dass schaltfrequente Komponenten von
u0 nur für ideal synchrones Schalten der Leistungstransistoren in den Brückenzweigen
vermieden werden können, d.h. bei direktem Schalten von z.B. (111) nach (001).
Aufgrund von kleinen Differenzen in den Totzeiten der Gateansteuerung sowie
unterschiedlichen Schaltzeiten, z.B. zufolge unterschiedlichem Schaltstrom der
Halbleiter (unterschiedliche Netzphasenströme), treten praktisch Übergangs-
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schaltzustände, z.B. (011), mit einer Gleichtaktkomponente o = UO
auf. Es werden
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dann zwar die niederfrequenten Anteile des Spektrums im Bereich der Schaltfrequenz
reduziert, nicht jedoch die hochfrequenten, die durch den Spannungsanstieg bestimmt
werden.
7.3.3 Verbindung des Ausgangsspannungsmittelpunkts mit einem künstlichen
kapazitiven Netzsternpunkt
Zur Unterdrückung des schaltfrequenten Rippelstroms im Netz bei bestehender
Verbindung von M und N werden Filterkondensatoren CF am Eingang des Systems
notwendig. Es liegt daher auf der Hand, die schaltfrequente Gleichtaktspannung am
Ausgang durch Verbindung des künstlichen Sternpunkts N’ mit M statt mit dem
tatsächlichen Sternpunkt N zu unterdrücken (Fig.1 in [86]). Ein ähnliches Konzept
wurde in [87] und [88] für ein PWM Wechselrichtersystem und in [84] für einen
herkömmlichen PWM Gleichrichter vorgestellt.