Simulation eines aktiven Rippelstromfilters mit direkter Ankopplung an das Netz

Abstract

Die vorliegende Arbeit behandelt die aktive Kompensation der schaltfrequenten Rippelstromkomponenten eines netzgekoppelten Pulsumrichtersystems zur Verbesserung des Netzverhaltens. Als Kompensationseinheit dient dabei ein getakteter MOSFET-Schaltverstärker in Multizellenstruktur (ausgangsseitige Serienschaltung von Vollbrückenstufen), welcher als geregelte Stromquelle betrieben wird und direkt an das Netz gekoppelt ist.<br />Durch die phasenversetzte Ansteuerung der einzelnen Schaltzellen wird die hohe, zur Kompensation des Rippelstroms des Pulsumrichters benötigte Dynamik erreicht.<br />Der Sollwert des Kompensationsstroms wird mittels eines Hochpassfilters aus dem Laststrom des Hauptumrichters extrahiert. Dabei werden verschiedene Filterkonzepte miteinander verglichen.<br />Die Arbeit beschreibt die Auslegung und Regelung der kompletten Kompensationseinheit, sowie weiters einer pulsweitenmodulierten Last, welche für die Simulation als Rippelstromerzeuger Verwendung findet.<br />Abschließend werden die Eigenschaften der Kompensationsstromquelle in Verbindung mit den unterschiedlichen Hochpassfilter-Strukturen mittels Simulation analysiert.