Minimierung niederfrequenter Oberschwingungen in Pulsmustern für 2-Level Umrichter in Antriebssystemen mittels winkelmodulierter Partikel Schwarm Optimierung

Abstract:
Werden hochtourige Drehstromantriebe mit einer feldorientierten Regelung betrieben, ist es aufgrund der relativ niedrigen Pulszahl erforderlich, diese in Verbindung mit einer synchronisierten Pulsweitenmodulation (SPWM) einzusetzen. Die auf die Grundschwingung bezogenen niederfrequenten Oberschwingungen, die in den resultierenden Spannungen und Strömen enthalten sind, tragen zu einer nicht unwesentlichen Erhöhung der Gesamtverluste im Antriebssystem bei. Um diese zu reduzieren, bietet es sich an, harmonisch optimierte Pulsmuster einzusetzen. Dazu wird in diesem Beitrag zunächst ein neues Offline-Verfahren zur harmonischen Optimierung von binären Pulsmustern vorgestellt und im Anschluss daran aufgezeigt, wie die Regelungsstruktur erweitert werden muss, damit ein Antriebssystem, bestehend aus einem 2-Level Wechselrichter und einer permanenterregten Synchronmaschine, mit den berechneten Pulsmustern betrieben werden kann.