Zeitdiskrete prädiktive Schaltzustandsauswahl bei leistungselektronischen Stellgliedern:
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Aachen
Shaker
2013
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- 9 -
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT 7
VERZEICHNIS DER VERWENDETEN FORMELZEICHEN, INDIZES UND
ABKUERZUNGEN 12
ZUSAMMENFASSUNG 16
ABSTRACT 20
1 EINLEITUNG 24
1.1 PRAEDIKTIVE UND ZEITDISKRETE STEUERVERFAHREN IN DER
LEISTUNGSELEKTRONIK 26
1.2 EIN NEUARTIGES VERFAHREN ZUR ZEITDISKRETEN PRAEDIKTIVEN
SCHALTZUSTANDSAUSWAHL 29
1.3 AUFGABENSTELLUNG UND UEBERSICHT 32
2 FUNKTIONSWEISE DES ZEITDISKRETEN PRAEDIKTIVEN STEUERVERFAHRENS ..34
2.1 ABLAUF EINES ABTASTINTERVALLS 36
2.2 MODELLIERUNG DER SCHALTUNGSANORDNUNG 41
2.3 GUETEFUNKTION UND SCHALTZUSTANDSAUSWAHL 49
2.3.1 GRUNDFORMEN DER GUETEFUNKTION 49
2.3.2 ERWEITERUNG DER GUETEFUNKTION 51
3 UNTERSUCHUNG DER EIGENSCHAFTEN DER ZEITDISKRETEN PRAEDIKTIVEN
SCHALTZUSTANDSAUSWAHL AN EINEM VIERQUADRANTENSTELLER 55
3.1 ANORDNUNG 55
3.2 FUEHRUNG DES AUSGANGSSTROMS MIT KONSTANTEM SOLLWERT 59
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IMAGE 2
- 1 0 -
3.2.1 ANALYSE DER PULSMUSTER 61
3.2.2 MITTLERE VENTILSCHALTFREQUENZ 66
3.2.3 SCHWANKUNGSBEREICH DES AUSGANGSSTROMS 67
3.2.4 SCHWANKUNGSBREITE DES AUSGANGSSTROMS 69
3.2.5 ARITHMETISCHER MITTELWERT DER REGELABWEICHUNG 71
3.2.6 SPEKTRALANALYSE 73
3.2.7 EFFEKTIVWERT DER WECHSELSTROMANTEILE 81
3.3 FUEHRUNG DES AUSGANGSSTROMS MIT SINUSFOERMIGEM SOLLWERT 85
3.4 DYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN 87
3.5 REDUZIERUNG DER MITTLEREN SCHALTFREQUENZ DURCH ERWEITERUNG DER
GUETEFUNKTION 89
3.6 UEBERTRAGUNG DER ERGEBNISSE AUF EINEN VIERQUADRANTENSTELLER IN
BRUECKENSCHALTUNG 95
4 ANWENDUNG DERZPS BEI EINEM DREIPHASIGEN PULSWECHSELRICHTER
MIT GLEICHSPANNUNGSZWISCHENKREIS 102
4.1 ANORDNUNG 102
4.2 GUETEFUNKTION UND SCHALTZUSTANDSAUSWAHL 106
4.2.1 ENTSCHEIDUNGSFIGUR ZUR SCHALTZUSTANDSAUSWAHL 106
4.2.2 AUSWAHL DER FREILAUFZUSTAENDE 110
4.3 FUEHRUNG DES AUSGANGSSTROMS MIT KONSTANTEM SOLLWERT 111
4.3.1 BILDUNG MITTLERER SPANNUNGSRAUMZEIGER 111
4.3.2 MITTLERE VENTILSCHALTFREQUENZ 114
4.3.3 EFFEKTIVWERT DER WECHSELSTROMANTEILE 122
4.4 ERZEUGUNG EINES DREHSTROMSYSTEMS 126
4.4.1 GLOBALE MITTLERE VENTILSCHALTFREQUENZ 127
4.4.2 EFFEKTIVWERT DES VERZERRUNGSSTROMS 131
4.5 MODIFIKATION UND ERWEITERUNG DER GUETEFUNKTION 133
IMAGE 3
- 1 1 -
4.5.1 EINFLUSS MODIFIZIERTER GUETEFUNKTIONEN AUF DIE
ENTSCHEIDUNGSFIGUR 133
4.5.2 REDUZIERUNG DER MITTLEREN VENTILSCHALTFREQUENZ 138
4.6 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN ZUM STEUERVERFAHREN 144
5 PRAKTISCHE ANWENDUNGS- UND AUSFUEHRUNGSBEISPIELE FUER DIE
ZEITDISKRETE PRAEDIKTIVE SCHALTZUSTANDSAUSWAHL 146
5.1 SPEISUNG EINER ASYNCHRONMASCHINE AUS EINEM DREIPHASIGEN
WECHSELRICHTER MIT GLEICHSPANNUNGSZWISCHENKREIS 147
5.1.1 ANORDNUNG 147
5.1.2 UNTERLAGERTE REGELUNG DER STATORSTROEME 150
5.1.3 VERRINGERUNG DER GLEICHTAKTSPANNUNG AM STERNPUNKT 152
5.1.4 IDENTIFIKATION DER PARAMETER DER LAST 153
5.2 DREIPUNKT-WECHSELRICHTER MIT AKTIVER SYMMETRIERUNG DER
ZWISCHENKREISSPANNUNGEN 157
5.2.1 ANORDNUNG UND REGELUNG DER AUSGANGSSTROEME 157
5.2.2 SYMMETRIERUNG DER ZWISCHENKREISSPANNUNGEN 161
ANHANG 163
A AUFBAU UND DATEN DER MODELLANLAGEN 163
B RAUMVEKTORDARSTELLUNG, KOORDINATENSYSTEME UND T
RANSFORMATIONSGLEICHUNGEN 169
C EIGENSCHAFTEN VON EIN- UND DREIPHASIGEN STELLGLIEDERN BEI
PULSWEITENMODULATION 171
D STABILITAET UND WAHL DER REGELGROESSE 177
E MATRIXEXPONENTIALFUNKTION 184
LITERATURVERZEICHNIS 185
LEBENSLAUF 192
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