Doppel-Dreipunkt-Wechselrichtersystem zur Speisung von Induktionsmaschinen sehr großer Leistung mit hohen Anforderungen an Drehmomentgüte und -dynamik:
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| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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Autor: Wu, Xiao Qiang
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM M. Eng. Xiao Qiang Wu, Bochum Doppel - Dreipunkt-Wechselrichtersystem zur Speisung von Induktionsmaschinen sehr großer Leistung mit hohen Anforderungen an Drehmomentgüte und -dynamik Reihe 21 : Elektrotechnik
V Inhalt 1 Einleitung 1 2 Doppel-Dreipunkt-Stromrichtersystem 4 2.1 Dreipunktwechselrichter 4 2.2 Doppel-Dreipunktwechselrichter als Motorstromrichter 8 2.3 Doppel-Dreipunktwechselrichter als Netzstromrichter 13 3 Regelungs- und Steuerstrategien für eine mit Doppel-Dreipunktwechselrichter gespeiste Induktionsmaschine 15 3.1 Mittelpunktpotentialabweichung und Lösungsansätze 15 3.1.1 Lösungansatz für einen Dreipunktwechelrichter 15 3.1.2 Lösungansatz für das Doppel-Dreipunktwechelrichtersystem 16 3.2 Drehmomentführung bei Indirekter Ständergrößenregelung (ISR) 17 3.2.1 Maschinenregelung und Wechselrichtersteuerung 17 3.2.2 Steuerverfahren mit Pulsbreitenmodulation 17 3.2.2.1 Pulsbreitenmodulation mit Hilfssteuerspannung 18 3.2.2.2 Verwendung der Nullzustände bei kleiner Grundschwingungsaussteuerung 20 3.2.2.3 Wechsel zwischen normaler Betriebsart und Betriebsart bei kleiner Grundschwingungsaussteuerung 23 3.2.3 Drehmomentgüte und Oberschwingungen des Strangstroms bei Pulsbreitenmodulation 26 3.3 Drehmomentführung mit Toleranzband-DSR (TB-DSR) 29 3.3.1 Prinzip 29 3.3.2 Flußführung 30 3.3.3 Breite des Drehmoment-Toleranzbands 32 3.3.4 Auswahl der Schaltzustände 37 3.3.4.1 Wechsel-Bedingung 38 3.3.4.2 Mindestschaltzustandsdauer-Bedingung 38 3.3.4.3 Mittelpunktstrom-Bedingung 39 3.3.4.4 Schaltanzahl-Bedingung 39 3.3.4.5 Beispiel für einen unterteilten Aussteuerungsbereich 39 3.3.5 Unterteilung des Aussteuerungsbereichs und Bereichswechsel 41 3.3.6 Ausnahmebehandlung bei Schaltspielwechseln 44 3.3.7 Frage des optimalen Abschneidewinkels 46 3.3.8 Zeitverläufe 48 3.3.9 Dynamischer Drehmomentauf- und -abbau bei TB-DSR 50 3.4 Drehmomentführung mit Bahnlängenregelung (BLR) im oberen Spannungsstell- und im Feldstellbereich 54 3.4.1 Grundfrequenztaktung 54 3.4.1.1 Prinzip des Verfahrens der Grundfrequenztaktung 54 3.4.1.2 Optimierte Steuerwinkel und Drehmomentgute bei Grundfrequenztaktung 56 3.4.1.3
Ständerflußführung bei Grundfrequenztaktung 58 3.4.2 Dreifachtaktung 60 3.4.2.1 Prinzip des Dreifachtaktungsverfahrens 60
VI Inhalt 3.4.2.2 Optimierte Steuerwinkel und Drehmomentgüte bei Dreifachtaktung 61 3.4.2.3 Flußscheitelsollwerte für Dreifachtaktung 63 3.4.3 Dynamischer Drehmomentauf- und abbau bei Bahnlängenregelung 64 3.5 Einteilung in Betriebsbereiche 70 4 Regelungs- und Steuerstrategie für den Doppel-Dreipunktwechselrichter als netzfreundlicher Einspeisestromrichter 73 4.1 Stationäres Verhalten, Netzrückwirkungen 73 4.1.1 Durch den Einspeisestromrichter verursachte Netzspannungsverzerrung 75 4.1.2 Einfluß des Steuerwinkels auf die Spannungsverzerrung bei Grundfrequenz- und Dreifachtaktung 77 4.2 Hochdynamische Leistungsregelung des Einspeisestromrichters 80 4.2.1 Prinzip der Regelung mit unterlagertem SR-Flußregler 80 4.2.2 Leistungsregelung beim realen Doppel-Dreipunkt-Netzstromrichter 84 4.2.2.1 Flußführung 84 4.2.2.2 Simulationsergebnisse 88 4.2.2.3 Steigerung des dynamischen Verhaltens 88 4.3 Steuerung des Mittelpunktpotentials 92 5 Zusammenfassung 94 6 Daten des Antriebsystems 96 7 Anhang 98 7.1 Raumzeigerdarstellung 98 7.2 Maschinenmodell 100 7.2.1 Ersatzschaltbilder der Induktionsmaschine 100 7.2.2 Normierte Darstellung 101 7.3 Modell der Einspeiseschaltung 104 7.4 Harmonische des Drehmoments 106 8 Literatur 108
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