Belastungsreduzierte DC/AC-Konverter

Ziel dieser Arbeit war es, Möglichkeiten aufzuzeigen die zu einer Belastungsreduktion von aktiven, wie auch passiven Wechselrichterkomponenten führen. Dabei wurde eine Belastungsreduktion nur als solche angesehen, wenn sie nicht nur ein Tausch gegen eine andere, dann vernachlässigte, signifikante Eigenschaft, darstellt. Dahingehend wurden z.B. diskontinuierliche Modulationsstrategien nicht betrachtet, weil sie zu Lasten von THD und Lastripplestrom, Schaltverluste einsparen. Ein vergrößertes Sinusfilter, bei vorhergehender Einhaltung des Einspeisestandards, wäre die Folge, bei möglicherweise gleichbleibender Entwärmungsleistung. Ausgehend vom Stand der Technik, einer verschachtelt geschalteten, magnetisch gekoppelten Mehrfachdrossel zur Ripplestromreduktion oder einer aktiven Schaltung zur Kompensation eines dreieckförmigen Ripplestromes, mit einem dreieckförmigen Kompensationsstrom, wurde zunächst die Modulationstechnik näher betrachtet. Anhand der Waveletmodulation konnte gezeigt werden, dass die Generierung der PWM nicht komplexer oder rechenintensiver ist als die Sinus-Dreieckmodulation, aber circa 60% des Laststrom-THD eingespart werden können. Je nach Interessenlage, kann dadurch eine Entlastung oder Verkleinerung des Sinusfilteraufwandes erreicht werden. Die Verwendung eines anderen, als das verwendete Haar-Wavelet, kann hier Ausgangspunkt für eine weitere Verbesserung darstellen. Durch das Parseval-Plancherel-Theorem, welches einen analytischen Zusammenhang zwischen Oberwellenamplituden und zeitlichen Signalverlauf herstellt, konnte gezeigt werden, dass eine Schaltwinkeloptimierung stets ein Kompromiss darstellt. THD-optimale Schaltwinkel führen zu hohen Rippleströmen, während ripplestromoptimale Schaltwinkel zu hohen THD-Werten führen. Die Divergenz dieses Verhaltens wird allerdings für hohe Schaltfrequenzen geringer. Die dafür notwendige Lösung des n-dimensionalen DGL-Systems, ist allerdings nur noch mit metaheuristischen Lösungsmethoden möglich, was den Ansatz wegen des hohen Rechenaufwandes unattraktiv macht.