Matrixumrichter zur Speisung eines feldorientiert geregelten Asynchronmaschinenantriebs Innovationen in Aufbau und Steuerung des Matrixumrichters
Igney J, Braun M (2006)
Publication Status: Published
Publication Type: Conference contribution, Original article
Publication year: 2006
Publisher: VDI-Verlag
Series: VDI-Berichte
City/Town: Düsseldorf
Pages Range: 361-373
Conference Proceedings Title: VDI-Berichte 1963
Event location: Böblingen
ISBN: 3-18-091963-9
Abstract
Das Hauptmerkmal des Matrixumrichters ist die direkte Energiewandlung ohne Energiespeicher im Zwischenkreis. Daraus ergeben sich Vorteile in Bezug auf den Platzbedarf, Wirkungsgrad und die Leistungsdichte des Umrichters. Der Preis dafür ist ein höherer Aufwand an Halbleitern und deren Ansteuerung. Durch den Preisverfall der Leistungshalbleiter und die Steigerung der Leistungsfähigkeit der Signalverarbeitung fällt dieser Nachteil immer weniger ins Gewicht. Am Elektrotechnischen Institut werden schon seit längerer Zeit Forschungsarbeiten an Direktumrichtern, speziell an Matrixumrichtern durchgeführt. Dieser Beitrag stellt die jüngsten Forschungsergebnisse vor, die den Aufbau von Matrixumrichtern vereinfachen und seine Fähigkeiten erweitern. Die sichere Kommutierung ersetzt das messtechnische Problem der Vorzeichenerfassung durch einen kleinen Mehraufwand in der Signalverarbeitung. Der Umrichterschutz mit Varistoren und Suppressordioden fällt platzsparender aus, als Clampschaltungen mit Kondensator. Es wird gezeigt, dass sich die Signalverarbeitung des Matrixumrichters ohne kostspielige Prozessoren bewerkstelligen läßt. Ein neuer Steueralgorithmus ermöglicht Betriebspunkte mit hoher Blindleistung am Eingang, die von den bisher vorgestellten Verfahren nicht erreicht werden können. Anhand eines Reversiervorgangs einer matrixumrichtergespeisten Asynchronmachine wird die Umsetzung der gezeigten Schaltungen und Verfahren in der Praxis demonstriert. Die vorgestellten Neuerungen etablieren den Matrixumrichter in den genannten Anwendungsgebieten als vielversprechende Alternative zum Zwischenkreisumrichter.
Direct energy conversion without energy storage in a dc-link is the characteristic feature of the matrix converter. Consequential benefits are low space requirement, good efficiency and high power density. The prize to be paid is higher complexity with a view to the amount of semiconductors and their control. This disadvantage gets more and more irrelevant because of continuous reduction of semiconductor prizes and increasing performance of signal processing devices. The Elektrotechnisches Insitut of the Universität Karlsruhe (TH) has been engaged in research on direct convertes, especially matrix converters, for several years. This paper describes an overview over effective problem solutions and their application in a field orientated induction motor drive fed by a matrix converter which has been constructed and examined at the Elektrotechnisches Institut.
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APA:
Igney, J., & Braun, M. (2006). Matrixumrichter zur Speisung eines feldorientiert geregelten Asynchronmaschinenantriebs Innovationen in Aufbau und Steuerung des Matrixumrichters. In VDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion Vertrieb (Eds.), VDI-Berichte 1963 (pp. 361-373). Böblingen, DE: Düsseldorf: VDI-Verlag.
MLA:
Igney, Jens, and Michael Braun. "Matrixumrichter zur Speisung eines feldorientiert geregelten Asynchronmaschinenantriebs Innovationen in Aufbau und Steuerung des Matrixumrichters." Proceedings of the Fachtagung Elektrisch-mechanische Antriebssysteme: Innovationen, Trends, Mechatronik; 2006; Böblingen, Böblingen Ed. VDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion Vertrieb, Düsseldorf: VDI-Verlag, 2006. 361-373.
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