GERA024 December   2022 AMC1202 , AMC1302 , AMC1306M05 , AMC22C11 , AMC22C12 , AMC23C10 , AMC23C11 , AMC23C12 , AMC23C14 , AMC23C15 , AMC3302 , AMC3306M05

 

  1.   1
  2.   Kurzfassung
  3.   Marken
  4. 1Einführung
    1. 1.1 DC-Ladestation für Elektrofahrzeuge
    2. 1.2 Auswahl der Strommesstechnologie und äquivalentes Modell
      1. 1.2.1 Strommessung mit Shunt-basierter Lösung
      2. 1.2.2 Äquivalenzmodell der Sensortechnologie
  5. 2Strommessung in AC/DC-Wandlern
    1. 2.1 Grundlegende Hardware und Steuerungsbeschreibung von AC/DC
      1. 2.1.1 AC Stromregelkreise
      2. 2.1.2 Gleichspannungsregelkreis
    2. 2.2 Punkt A und B – AC/DC AC-Phasenstrommessung
      1. 2.2.1 Auswirkungen der Bandbreite
        1. 2.2.1.1 Stationäre Zustandsanalyse: Grund- und Nulldurchgangs-Ströme
        2. 2.2.1.2 Transientenanalyse: Sprungleistung und Spannungseinbruchverhalten
      2. 2.2.2 Auswirkungen der Latenz
        1. 2.2.2.1 Fehleranalyse: Kurzschluss im Stromnetz
      3. 2.2.3 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers
        1. 2.2.3.1 Spannungsstörung in AC/DC durch Verstärkungsfehler
        2. 2.2.3.2 AC/DC-Antwort auf durch Verstärkungsfehler verursachte Stromversorgungsstörung
      4. 2.2.4 Auswirkungen des Offset
    3. 2.3 Punkt C und D – AC/DC DC-Link-Strommessung
      1. 2.3.1 Auswirkungen der Bandbreite auf die Feed-Forward-Leistung
      2. 2.3.2 Auswirkungen der Latenz auf den Schutz der Leistungsschalter
      3. 2.3.3 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers auf die Leistungsmessung
        1. 2.3.3.1 Transientenanalyse: Feed Forward in Punkt D
      4. 2.3.4 Auswirkungen des Offset
    4. 2.4 Zusammenfassung der positiven und negativen Punkte an den Punkten A, B, C1/2 und D1/2 sowie Produktvorschläge
  6. 3Strommessung in DC/DC-Wandlern
    1. 3.1 Grundlegendes Funktionsprinzip eines isolierten DC/DC-Wandlers mit Phasenverschiebungssteuerung
    2. 3.2 Punkt E, F – DC/DC-Strommessung
      1. 3.2.1 Auswirkungen der Bandbreite
      2. 3.2.2 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers
      3. 3.2.3 Auswirkung des Offsetfehlers
    3. 3.3 Punkt G – DC/DC-Tankstrommessung
    4. 3.4 Zusammenfassung der Sensorpunkte E, F, G und Produktvorschläge
  7. 4Fazit
  8. 5Quellennachweise

2.3.1 Auswirkungen der Bandbreite auf die Feed-Forward-Leistung

Zur Berechnung der für die Feed Forward erforderlichen Mindestbandbreite eines Stromsensors an Position D wurden Systemsimulationen unter Anwendung der folgenden Bedingungen durchgeführt:

  • DC-Bus-Spannung bei minimaler Nennspannung (650 V)
  • Am DC-Link wird eine Sprungleistung von 11 kW angelegt
  • Netzbetrieb mit 400 VRMS

Es wurden Simulationen durchgeführt, um das Einschwingverhalten unter Last mit und ohne Feed Forward zu vergleichen. Abbildung 2-17 zeigt die Ergebnisse an. Ohne Feed Forward fällt die DC-Link-Spannung bei Anlegen der Last erheblich ab, was zu einem möglicherweise instabilen Wandlerbetrieb führt. Mit Feed Forward wird die Leistung drastisch verbessert und das Einschwingverhalten unter Last um den Faktor 5 reduziert. Umgekehrt zeigen die Simulationsergebnisse, dass dieser zusätzliche Sensor zusätzlich zur Möglichkeit, die Leistung auf der Gleichstromschiene zu messen, sehr nützlich ist, wenn er mit einer Last eingesetzt wird, die verbunden und getrennt wird, ohne eine Warnung auszusenden.

DC-Link-Spannungsverhalten auf Sprungleistung mit DC-Link-Bandbreite als Parameter, mit und ohne Feed ForwardAbbildung 2-17 DC-Link-Spannungsverhalten auf Sprungleistung mit DC-Link-Bandbreite als Parameter, mit und ohne Feed Forward

Abbildung 2-18 zeigt, dass die Bandbreite des Stromsensors nur eine geringe Rolle für die Leistungsverbesserung spielt, da die Gesamtbandbreite durch die dq-Stromschleife begrenzt wird.

DC-Link-Spannungsverhalten auf Sprungleistung mit DC-Link-Bandbreite als Parameter, mit Feed ForwardAbbildung 2-18 DC-Link-Spannungsverhalten auf Sprungleistung mit DC-Link-Bandbreite als Parameter, mit Feed Forward

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei der Platzierung eines Stromsensors an Punkt D für Feed Forward eine geringe Bandbreite von <10 kHz ausreicht. Im Allgemeinen muss die Bandbreite des Stromsensors mindestens doppelt so hoch sein wie die der Stromschleife.