bluemel-diss-zusa

Zusammenfassung Dissertation Dr.-Ing. Roland Blümel

Drehzahlvariable Antriebe mit spannungseinprägenden IGBT-Pulswechselrichtern in Drehstrombrückenschaltung sind zur Zeit der Stand der Technik. Pulsverfahren zur Aussteuerung des Pulswechselrichters sind ebenfalls etabliert. Es kann aber gezeigt werden, dass das einmalige Aus- und Einschalten eines Phasenstroms der Amplitude i aufgrund der Nichtlinearität der Schaltverluste erheblich mehr Verluste verursacht, als zweimaliges Umschalten eines Phasenstroms der Amplitude i/2. Ausgehend von dieser Diskrepanz zwischen Verlusten und Schaltfrequenzen wird ein CAD-Programm zur Pulsmustersynthese entwickelt, um zu untersuchen, ob sich mit dieser Erkenntnis Verlusteinsparungen erzielen lassen. Dabei werden Pulsmuster entworfen, die bei vorgegebener Begrenzung der Pulsoberschwingungen minimale Pulswechselrichterverluste verursachen. Das Synthese-Programm benötigt als Eingabedaten lediglich die Führungsgrößen der Phasenströme, die Kenntnis der Durchlass- und Schaltverluste und zwei Gewichtungsfaktoren, welche zur Abwägung der beiden gegenläufigen Optimierungsziele (geringe Oberschwingungen und geringe Verluste im Pulswechselrichter) dienen. Andere vereinfachende Vorgaben, wie z.B. ein zeitlich konstantes Pulsintervall oder vorab festgelegte Schaltsequenzen gibt es in diesem CAD-Entwurf nicht (Synthese "from scratch"). Die charakteristischen Eigenschaften optimaler Pulsmuster werden diskutiert und daraus zwei Vorschläge für on-line-fähige Steuerverfahren abgeleitet. Alle entworfenen Pulsmuster werden mit konkurrierenden Modulationsverfahren bezüglich der Verluste verglichen und bewertet. Abschließend wird gezeigt, wie man Pulsverfahren in verschiedene Kategorien einteilen kann und wie sich die Arbeit in bereits bestehende Arbeiten über Pulsverfahren einfügt