Antriebssystem für höchste Geschwindigkeiten - Bergische ...

6. Realisierungsmöglichkeiten für die Leistungsendstufe 85
6.1.2 Modulationsverfahren
In der Antriebstechnik wird als Modulationsverfahren die Raumzeigermodulation,
das Unterschwingungsverfahren oder ein hysteresebasiertes
Zweipunkt-Regelverfahren (Hystereseregler) verwendet. Alle Verfahren
haben spezielle Einsatzgebiete, in denen ihre Vorteile optimal genutzt
werden können. Die Eigenschaften und Vorteile der einzelnen Modulationsverfahren
sind in [50] ausführlich dargestellt.
Aufgrund der hohen Schaltfrequenz und des fehlenden Signalrechners
kann die Raumzeigermodulation hier nicht eingesetzt werden. Der Hystereseregler
ist sehr einfach zu parametrieren, liefert jedoch keine feste
Schaltfrequenz. Eine konstante Schaltfrequenz ist für die Auswertung der
Klemmenspannung der Maschine jedoch wünschenswert.
Als einfaches Modulationsverfahren mit hinreichend guten Eigenschaften
wird das Unterschwingungsverfahren eingesetzt. Es ist preisgünstig in
Hardware zu realisieren und kann an die erforderliche hohe Schaltgeschwindigkeit
angepasst werden. Bild 6.5 veranschaulicht das Prinzip.
u s * a
u s * b
u s * c
Abtastung
Verriegelung
300 kHz 80 MHz
A
Clk-a
B
Clk-b
C
Clk-c
a1
a2
b1
b2
c1
c2
1
A
a1
0
1
0
1
a2
0
Verriegelung
a) Signalflussbild b) Verriegelung in der Phase a
Bild 6.5: Unterschwingungsverfahren für 300 kHz Schaltfrequenz
Die Sollspannungszeiger der drei Strangspannungen werden jeweils mit
einer in Frequenz und Amplitude konstanten Dreieckspannung verglichen
(Bild 6.5a). Die Frequenz der Dreieckspannung entspricht der Schaltfrequenz
der Leistungshalbleiter. Um eine möglichst hohe Auflösung zu erreichen,
werden schnelle Komparatoren mit digitalen Ausgängen eingesetzt.
t
t
t