Parasitäre Effekte in PWM-Stromrichtern mit Spannungszwischenkreis und ihr Einfluss auf den Betrieb angeschlossener Lasten

In der vorliegenden Arbeit werden die parasitären Effekte bei der PWM-Stromrichterspeisung untersucht. Diese parasitären Effekte können wegen der geschalteten Funktionsweise der Stromrichter in Verbindung mit den Nichtidealitäten und der Parameterstreuung der Stromrichter-Komponenten auftreten. Hierbei wird der Betrieb angeschlossener Lasten zum Teil erheblich gestört.

Nach einer kurzen Beschreibung von Aufbau und gängigen Ansteuerungsarten der PWM- Stromrichter wird ausführlich auf die Entstehung und die Kompensation der infolge der Totzeiten während der Kommutierungsvorgänge in Stromrichterzweigen entstehenden Totzeitspannung und ihre Eigenschaften eingegangen.

Die Entstehung von unerwünschten Gleichspannungsanteilen wird untersucht. Neben den bereits bekannten Ursachen, wie Parameterstreuung der Leistungsventile oder Offset in der Strommessung während aktivierter Stromregelung, werden neue, in der Literatur nicht beschriebene mögliche Gründe erörtert. An einem praktischen Beispiel wird gezeigt, dass im gesteuerten Betrieb selbst ein minimaler Offset in der Strommessung während aktiver Totzeitkompensation zu recht hohen Gleichstromanteilen führen kann. Kompensationsmethoden für diese Effekte werden vorgeschlagen. Die gewonnenen Erkenntnisse über das PWM-Stromrichterverhalten erlauben es, eine neuartige Methode für die Messung des Statorwiderstandes von Drehstrommaschinen mittels eines eingeprägten Gleichspannungsanteils zu entwickeln. Für die vorgeschlagene Methode wird keine zusätzliche Hardware benötigt, Messungen werden ohne Betriebsunterbrechung mit einem hohen Genauigkeitsgrad durchgeführt.