DE112018007312T5 - Verfahren zur pulsbreitenmodulation eines leistungswandlers und ein leistungswandler - Google Patents

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Oskari Leppäaho
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Abstract

Ein Verfahren zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers (10) und ein Leistungswandler (10) werden vorgelegt. Das Verfahren umfasst das Bestimmen (110) eines Modulationsindexes, Wählen (120) auf Basis des Modulationsindexes, einer Modulationstechnik unter mehreren vorbestimmten Modulationstechniken und Modulieren (130) eines Ausgangs (16) des Leistungswandlers (10) durch Nutzen der gewählten Modulationstechnik.

Description

  • ERFINDUNGSGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das technische Gebiet des Steuerns des Betriebs von Leistungswandlern. Die vorliegende Erfindung betrifft jedoch insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Pulsbreitenmodulationstechnik eines Leistungswandlers wie etwa eines Inverters.
  • HINTERGRUND
  • Es ist bekannt, Filter zu verwenden, die sowohl Gleich(CM - common)- als auch Gegentakt(DM - differential mode)-Spannungen filtern, so dass Phasenspannungs- und Phase-zu-Phase-Spannungswellenformen im Wesentlichen sinusförmig werden. Solche Filter sind als Allpol-Sinusfilter, All-Cure-Filter oder DM+CM-Sinusfilter bekannt. Diese Filter machen die Ansteuerung unempfindlicher gegenüber Installationsparametern und ermöglichen beispielsweise die Verwendung von ultralangen Motorkabeln und liefern eine gute Leistung in Erdschlusssituationen eines Stromnetzes. Sie schützen auch empfindliche Geräte, wie etwa Batterien, die mit der DC(Gleichstrom)-Verbindung verbunden werden und die Lebensdauer der Motorisolationen und -lager vergrößern können.
  • Ein Zweipegel-Inverter erzeugt eine große CM-Spannungskomponente, die von dem Modulationsverfahren abhängt. Die CM-Filterung ist aufwendig und deshalb ist jedes Volt, das gefiltert werden muss, mit Kosten behaftet. Typische Modulationsverfahren, z. B. Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM), erzeugen eine sehr große CM-Spannung, was zu einem aufwendigen Filter führt. Ein CM-Filter mit einer Drossel mit großer Induktanz bedeutet weiterhin ein größeres Volumen, mehr Wärmeerzeugung und höhere Kosten.
  • Somit besteht immer noch eine Notwendigkeit, Lösungen zu entwickeln, um die Charakteristika der durch Leistungswandler erzeugten CM-Spannung zu beeinflussen, um beispielsweise kleinere und weniger aufwendige CM-Filter zu verwenden.
  • KURZE DARSTELLUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers und eines Leistungswandlers. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch das Verfahren die Charakteristika der während des Betriebs des Leistungswandlers erzeugten CM-Spannung beeinflusst werden können.
  • Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch das Verfahren und den Leistungswandler, wie durch die jeweiligen unabhängigen Ansprüche definiert, gelöst.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Modulationsindexes, Wählen, auf Basis des Modulationsindexes, einer Modulationstechnik unter mehreren vorbestimmten Modulationstechniken, und Modulieren eines Ausgangs des Leistungswandlers durch Nutzen der gewählten Modulationstechnik. Der Ausgang des Leistungswandlers kann zum Beispiel eine Ausgangsspannung des Leistungswandlers sein.
  • Der Leistungswandler kann ein Zweipegel-Dreiphasen-Wandler sein, wie etwa ein Spannungsquell enwandl er.
  • Das Verfahren kann das Modulieren des Ausgangs durch Nutzen mindestens einer ersten Modulationstechnik und einer zweiten Modulationstechnik in Abhängigkeit von dem Modulationsindex umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann das Verfahren umfassen: Bestimmen eines ersten Modulationsindex-Schwellwerts, und Wählen der Modulationstechnik auf Basis des Vergleichens des Modulationsindexes mit dem ersten Modulationsindex-Schwellwert.
  • Das Verfahren kann umfassen: Wählen der Modulationstechnik als eine erste Modulationstechnik, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindex-Schwellwert ist, oder Wählen der Modulationstechnik als eine zweite Modulationstechnik, falls der Modulationsindex kleiner ist als der erste Modulationsindex-Schwellwert.
  • Die mehreren vorbestimmten Modulationstechniken können mindestens zwei Techniken beinhalten aus: Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM), diskontinuierlichem Pulsbreitenmodulationsminimum (DPWMMIN), diskontinuierlichem Pulsbreitenmodulationsmaximum (DPWMMAX), symmetrischer diskontinuierlicher Pulsbreitenmodulation (DPWMSYM).
  • Das Verfahren kann das Wählen der SVPWM umfassen, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindexschwellwert ist, und Wählen des DPWMMIN oder des DPWMMAX, falls der Modulationsindex kleiner ist als der erste Modulati onsindexschwell wert.
  • Der erste Modulationsindexschwellwert kann im Bereich von 0,4 bis 0,6 liegen, bevorzugt 0,5 betragen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren umfassen: Bestimmen eines ersten Modulationsindexschwellwerts und eines zweiten Modulationsindexschwellwerts, und Wählen der Modulationstechnik auf Basis des ersten und des zweiten Modulationsindexschwellwerts.
  • Der erste Modulationsindexschwellwert kann über dem zweiten Modulationsindexschwellwert liegen, und das Verfahren kann umfassen: Wählen der Modulationstechnik als eine erste Modulationstechnik, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindex-Schwellwert ist, Wählen der Modulationstechnik als eine zweite Modulationstechnik, falls der Modulationsindex kleiner ist als der erste Modulationsindexschwellwert und größer oder gleich dem zweiten Modulationsindexschwellwert ist, und Wählen der Modulationstechnik als eine dritte Modulationstechnik, falls der Modulationsindex kleiner ist als der zweite Modulationsindexschwellwert. Die erste Modulationstechnik kann das DPWMSYM sein, die zweite Modulationstechnik ist die SVPWM, und die dritte Modulationstechnik ist das DPWMMIN oder das DPWMMAX. Der erste Modulationsindexschwellwert kann im Bereich von 0,8 bis 1,0 liegen, vorteilhafterweise 0,9 betragen, und der zweite Modulationsindexschwellwert kann im Bereich von 0,4 bis 0,6 liegen, vorteilhafterweise 0,5 betragen. Die DPWMSYM kann weiterhin unter Übermodulationsbedingungen verwendet werden.
  • Das Verfahren kann alternativ oder zusätzlich umfassen: das Verstellen eines Abschnitts einer von einer negativen Nullvektorzeit und einer positiven Nullvektorzeit bezüglich der anderen der positiven Nullvektorzeit beziehungsweise der negativen Nullvektorzeit der SVPWM auf Basis des Modulationsindexes.
  • Das Verfahren kann umfassen: Modulieren des Ausgangs des Leistungswandlers durch Nutzen von SVPWM mit den Abschnitten von negativen und positiven Nullvektorzeiten im Wesentlichen gleich bei einem ersten Modulationsindex, und Modulieren des Ausgangs des Leistungswandlers durch Nutzen von SVPWM, wobei die Abschnitte einer negativen Nullvektorzeit und positiven Nullvektorzeit relativ zueinander als Funktion des Modulationsindexes verstellt werden.
  • Das Verfahren kann umfassen: das allmähliche Vergrößern des Abschnitts der negativen Nullvektorzeit bezüglich des Abschnitts der positiven Nullvektorzeit als Funktion des Modulationsindexes für das Verkleinern des Magnetflusses eines Induktors eines Gleichtaktfilters. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren allmähliches Vergrößern des Abschnitts der positiven Nullvektorzeit bezüglich des Abschnitts der negativen Nullvektorzeit als Funktion des Modulationsindexes für das Verkleinern des Magnetflusses eines Induktors eines Gleichtaktfilters umfassen.
  • Der Modulationsindex kann definiert werden als ein Verhältnis der Amplitude des Referenzsignals zu der Amplitude des Trägersignals. Dies kann sich beispielsweise auf das Verhältnis von Amplitude einer Referenzsinuswelle zu der Amplitude eines Dreieckträgersignals beziehen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Leistungswandler bereitgestellt. Der Leistungswandler umfasst eine Steuereinheit und einen Ausgang des Leistungswandlers. Die Steuereinheit ist ausgelegt zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt zum Modulieren des Ausgangs des Wandlers.
  • Gemäß einem dritten Aspekt wird eine Steuereinheit zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers bereitgestellt. Die Steuereinheit kann umfassen: mindestens einen Prozessor, und mindestens einen Speicher, der mindestens einen Abschnitt eines Computerprogrammcodes speichert, und wobei der mindestens eine Prozessor ausgelegt ist zu bewirken, dass die Steuereinheit das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt durchführt.
  • Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers bereitgestellt. Das Produkt umfasst Programmanweisungen, die bei Ausführung durch eine Steuereinheit bewirken, dass die Steuereinheit das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt ausführt.
  • Die Nützlichkeit der vorliegenden Erfindung ergibt sich je nach der Ausführungsform aus mehreren Fragen. Die Gleichtaktspannung kann durch Nutzen einiger der Vielfalt von vorbestimmten Modulationstechniken bei unterschiedlichen Modulationsindizes niedriger gemacht werden, das heißt auf Basis des bestimmten Modulationsindexes. Durch Senken der Gleichtaktspannung kann das Gleichtaktfilter kleiner und weniger aufwendig ausgeführt werden, beispielsweise wegen des die Drossel des Filters beeinflussenden reduzierten Flusses. Eine Drossel mit kleinerer Induktanz bedeutet weiterhin ein kleineres Volumen, weniger Wärmeerzeugung und geringere Kosten.
  • Die Ausdrücke „erster“, „zweiter“, „dritter“ und „vierter“ bezeichnen keine Reihenfolge, Quantität oder Wichtigkeit, sondern werden vielmehr verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden.
  • Die Ausführungsbeispiele der hierin präsentierten vorliegenden Erfindung sind nicht so auszulegen, dass sie der Anwendbarkeit der beigefügten Ansprüche Beschränkungen auferlegen. Das Verb „umfassen“ wird hierin als eine offene Beschränkung verwendet, die die Anwesenheit von ebenfalls nicht aufgeführten Merkmalen nicht ausschließt. Die in abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind zueinander frei kombinierbar, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
  • Die neuartigen Merkmale, die als Charakteristik der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Die vorliegende Erfindung selbst jedoch, sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus als auch ihres Betriebsverfahrens, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben und Vorteilen davon, lässt sich am besten anhand der folgenden Beschreibung von spezifischen Ausführungsformen bei Lektüre in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen.
  • Figurenliste
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind beispielhaft veranschaulicht, jedoch nicht als Beschränkung in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen, die nachfolgend kurz beschrieben werden.
    • 1 veranschaulicht schematisch einen Leistungswandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 veranschaulicht schematisch Schaltvektoren eines Leistungswandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 veranschaulicht schematisch Abschnitte oder Dauern von negativen und positiven Nullvektorzeiten oder Dauern der SVPWM bezüglich einander gemäß einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 5 veranschaulicht schematisch eine Neutralpunktspannung bei der Schaltfrequenz als Funktion der Ausgangsfrequenz eines Leistungswandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6A und 6B veranschaulichen Gleichtaktspannung und virtuellen Fluss der Gleichtaktspannung eines Leistungswandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7A-7C veranschaulichen schematisch den Spitzenwert eines virtuellen Flusses als Funktion eines Modulationsindexes bei drei Phasenwinkeln, 180, 90 beziehungsweise 0 Grad, eines Leistungswandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG VON EINIGEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 veranschaulicht schematisch einen Leistungswandler 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Leistungswandler 10 in 1 ist ein Zweipegel-Dreiphasen-Inverter, der eine Dreiphasen-Vollbrückenschaltung umfasst. Die Brücke umfasst drei Phasenzweige, wobei jeder mindestens zwei steuerbare Halbleiterschalter wie etwa IGBTs (Insulated-Gate Bipolar Transistors) oder SiC JFETs (Silicon Carbide Junction Gate Field-Effect Transistors) umfasst. Der Wandler 10 umfasst weiterhin Eingangskondensatoren 23A, 23B oder Zwischenkreiskondensatoren 23A, 23B, falls der Leistungswandler 10 ein Frequenzwandler ist. Der Ausgang 16 des Wandlers 10 ist an eine Last 11 oder an ein Stromnetz 11, wie etwa ein Mehrphasen-Stromnetz, das mindestens drei Phasen 11A, 11B, 11C, als Beispiel, umfasst, gekoppelt. In 1 kann der Wandler 10 über ein Filter 12 an das Netz 11 gekoppelt sein. Das Filter 12 kann ein Gleichtaktfilter umfassen, wie etwa umfassend Gleichtaktdrosseln 13, z. B. gekoppelte Induktoren, und optional auch Induktoren 14 und/oder Kondensatoren 15 zum Filtern von Differenztaktströmen/Spannungen.
  • In 1 wird weiter gezeigt, dass der Leistungswandler 10 Eingangsverbindungsmittel 25 umfassen kann, um eine Quelle oder eine elektrische Komponente, wie etwa eine Gleichrichterbrücke eines Frequenzwandlers, mit dem Eingang des Leistungswandlers 10 zu verbinden. Alternativ kann ein DC-Motor oder eine DC-Stromquelle mit dem Eingang des Leistungswandlers 10 verbunden sein. Der Leistungswandler 10 kann einen positiven Eingangsverbinder 25A und einen negativen Eingangsverbinder 25B umfassen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der positive Eingangsverbinder 25A mit der DC+-Schiene und der negative Eingangsverbinder mit der DC-Schiene des Leistungswandlers 10 verbunden sein. Weiterhin kann der Leistungswandler 10 zwei Eingangs- oder DC-Verbindungskondensatoren umfassen, bevorzugt mit im Wesentlichen gleichen Kapazitäten, und einen elektrischen Leiter 24, der zwischen dem Mittelpunkt der Eingangskondensatoren 23A, 23B und dem gemeinsamen Punkt oder Sternpunkt der Gegentaktkondensatoren 15 des Filters 12 geschaltet ist.
  • Die Gleichtaktspannung kann in der in 1 dargestellten Ausführungsform zwischen dem Ausgang 16 des Wandlers und dem Massepotential 26 oder im Wesentlichen zwischen der DC-Schiene und dem Massepotential 26 gemessen werden.
  • Die steuerbaren Schalter 21, 22 können durch Nutzen einer Vielzahl von Techniken gesteuert werden. Die Schalter 21, 22 können zum Modulieren des Ausgangs 16 des Wandlers 10 unter Verwendung der Raumvektor-Pulsbreitenmodulations(SVPWM)-Technik gesteuert werden, wie in der Technik bekannt ist. Die in der Ausführungsform von 1 gezeigten Schalter 21, 22 sollten gesteuert werden, wie etwa Kurzschließen der Eingangskondensatoren 23A, 23B durch einen beliebigen der drei Zweige. Das Prinzip von SVPMW ist weiter in 2 gezeigt, die Schaltvektoren darstellt, die in der SVPWM in dem Wandler 10 von 1 nutzbar sind, wie einem Fachmann bekannt ist. Es liegen sechs aktive Vektoren V1, V2, V3, V4, V5 undV6 und zwei NullvektorenVo und V7 vor, das heißt negative beziehungsweise positive Nullvektoren. Die Schaltvektoren können in einer α-β-Ebene definiert sein, das heißt unter Bezugnahme auf eine bekannte Clarke-Transformation. Die aktiven Vektoren definieren sechs Segmente und werden verwendet, um im Mittel den Referenzvektor REF zu erzeugen durch Verwenden der beiden aktiven Vektoren, die den Sektor definieren, in dem der Referenzvektor REF liegt. Die Größe des resultierenden Vektors kann weiter durch Nutzen der Nullvektoren verringert werden.
  • In dem Beispielfall von 2 liegt der Referenzvektor REF in dem ersten Sektor. Der Ausgang kann somit durch Nutzen der aktiven Vektoren V1 und V2 und der Nullvektoren V0 und V7 moduliert werden, um die Größe des resultierenden Ausgangsvektors zu verringern. In der SVPWM werden die Nullvektoren V0 und V7 während einer Schaltperiode mit gleichen Dauern verwendet, das heißt 50% beziehungsweise 50%, und zwar während der gesamten Nullvektorzeitperiode. Die Einsen und Nullen hinter den Schaltvektoren in 2, beispielsweise V1 (100), beziehen sich auf den Zustand der steuerbaren Schalter 21, 22, die in der Brücke des Wandlers 10 von 1 enthalten sind. V1 kann somit erzeugt werden, indem der obere Schalter 21 des ersten Zweigs und die unteren Schalter 22 des zweiten und dritten Zweigs sich in leitenden Zuständen befinden und sich der untere Schalter 22 des ersten Zweigs und die oberen Schalter 21 des zweiten und dritten Zweigs in nicht leitenden Zuständen befinden. Der Nullvektor V0, das heißt der negative Nullvektor (000), kann reproduziert werden, indem sich nur die unteren Schalter 22 jedes der Zweige im leitenden Zustand befinden. V7 (111) stellt den Zustand dar, nur die oberen Schalter 21 jedes der Zweige im leitenden Zustand zu haben.
  • 3 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Schritt 100 bezieht sich auf eine Anlaufphase des Verfahrens. Geeignete Geräte und Komponenten werden erhalten, angeordnet und ausgelegt, und Systeme, wie etwa ein Leistungswandler und andere essentielle Verbindungen und Elemente, für den Betrieb zusammengebaut und ausgelegt.
  • Schritt oder Punkt 110 bezieht sich auf das Bestimmen eines Modulationsindexes. Der Modulationsindex kann als ein Verhältnis der Amplitude des Referenzsignals zu der Amplitude des Trägersignals bestimmt werden, beispielsweise die Amplitude einer Referenzsinuswelle zu der Amplitude des Dreiecksträgersignals. Jedoch kann der Modulationsindex auch als ein Verhältnis der Amplitude der resultierenden sinusförmigen Ausgangsspannung zu der Amplitude des Maximalwerts der Ausgangsspannung bestimmt werden, beispielsweise eine Hälfte der DC-Spannung an dem Eingang oder dem oder den Zwischenkreiskondensatoren 23A, 23B. Die Bestimmung oder der bestimmte Wert des Modulationsindexes kann von der gewünschten Spannungs- oder Stromwellenform abhängen, wie etwa von der Größe und/oder dem Winkel des Referenzvektors REF.
  • Schritt oder Punkt 120 bezieht sich auf das Wählen, auf Basis des bestimmten Modulationsindexes, einer Modulationstechnik unter mehreren vorbestimmten Modulationstechniken. Die mehreren vorbestimmten Modulationstechniken können mindestens zwei Techniken beinhalten unter: Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM), diskontinuierlichem Pulsbreitenmodulationsminimum (DPWMMIN), diskontinuierlichem Pulsbreitenmodulationsmaximum (DPWMMAX), symmetrischer diskontinuierlicher Pulsbreitenmodulation (DPWMSYM).
  • Schritt oder Punkt 130 bezieht sich auf das Modulieren eines Ausgangs 16 des Leistungswandlers 10 durch Nutzen der gewählten Modulationstechnik. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können mindestens zwei verschiedene Modulationstechniken, das heißt eine erste Modulationstechnik und eine zweite Modulationstechnik, mit verschiedenen Modulationsindizes genutzt werden.
  • „Verschiedene Modulationstechniken“ bezieht sich hier entweder auf zwei deutlich unterschiedliche Modulationstechniken, wie etwa SVPWM und DPWMMIN, oder das Nutzen nur einer Modulationstechnik, wie etwa SVPWM, durch Variieren eines Parameters, einer Charakteristik oder einer Eigenschaft davon auf Basis des Modulationsindexes, was beispielsweise das Variieren der Dauern der Nullvektoren V0 und V7 in Bezug aufeinander bei verschiedenen Modulationsindizes während einer Schaltperiode nach sich ziehen kann.
  • Die Verfahrensausführung wird bei Schritt oder Punkt 199 gestoppt. Das Verfahren kann kontinuierlich, wiederholt, intermittierend oder in gewünschten Zeitintervallen durchgeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Wählen 120 der Modulationstechnik auf Basis des Modulationsindexes unter den mehreren vorbestimmten Modulationstechniken das Wählen der Technik umfassen, die eine kleinere Gleichtaktspannung als eine andere Technik der mehreren vorbestimmten Modulationstechniken bei dem Modulationsindex oder vorteilhafterweise die kleinste Gleichtaktspannung der mehreren vorbestimmten Modulationstechniken erzeugt, wodurch die Verwendung eines Induktors 13 oder einer Drossel 13 eines Gleichtaktfilters 12 des Wandlers 10 mit einer kleineren Induktanz bezüglich einer Induktanz eines Induktors oder einer Drossel eines Gleichtaktfilters eines Wandlers unter Nutzung nur einer Modulationstechnik unabhängig von dem Modulationsindex gestattet. Die Verwendung der kleineren Induktanz ist möglich, da der den Magnetfluss in dem Induktor des Filters erzeugende Strom durch die reduzierte Gleichtaktspannung reduziert wird, wenn das Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genutzt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein erster Modulationsindex-Schwellwert bestimmt und die Modulationstechnik auf Basis des Vergleichens des Modulationsindexes mit dem ersten Modulationsindexschwellwert bestimmt werden. Der erste Modulationsindexschwellwert kann beispielsweise 0,5 betragen, und die erste Modulationstechnik kann als SVPWM gewählt werden, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindexschwellwert ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Modulationstechnik als eine erste Modulationstechnik, wie etwa SVPWM, gewählt werden, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindexschwellwert ist, oder die Modulationstechnik kann als eine zweite Modulationstechnik, wie etwa DPWMMIN oder DPWMMAX, gewählt werden, falls der Modulationsindex unter dem ersten Modulationsindexschwellwert liegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die SVPWM-Technik verwendet werden, wenn der Modulationsindex über 0,5 liegt, und DPWMSYM kann z. B. über einem Modulationsindex von 0,9 verwendet werden, um die Effizienz des Wandlers zu verbessern.
  • Alternativ oder zusätzlich können ein erster Modulationsindexschwellwert und ein zweiter Modulationsindexschwellwert bestimmt werden, und die Modulationstechnik kann auf Basis des ersten und des zweiten Modulationsindexschwellwertes gewählt werden. Weiterhin kann die Modulationstechnik als eine erste Modulationstechnik, wie etwa DPWMSYM, gewählt werden, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindexschwellwert ist, die Modulationstechnik kann als eine zweite Modulationstechnik, wie etwa SVPWM, gewählt werden, falls der Modulationsindex unter dem ersten Modulationsindexschwellwert und größer oder gleich dem zweiten Modulationsindexschwellwert ist, und die Modulationstechnik kann als eine dritte Modulationstechnik, wie etwa DPWMMIN oder DPWMMAX, gewählt werden, falls der Modulationsindex unter dem zweiten Modulationsindexschwellwert liegt. Gemäß einer Ausführungsform liegt der erste Modulationsindexschwellwert in einem Bereich von 0,8 bis 1,0, beträgt vorteilhafterweise 0,9, und der zweite Modulationsindexschwellwert liegt in einem Bereich von 0,4 bis 0,6, beträgt vorteilhafterweise 0,5. Die DPWMSYM kann weiter unter Übermodulationsbedingungen verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können ein Abschnitt oder eine Dauer eines von negativer Nullvektorzeit oder -dauer und positiver Nullvektorzeit oder -dauer bezüglich der anderen der positiven Nullvektorzeit oder -dauer beziehungsweise negativen Nullvektorzeit oder -dauer der SVPWM auf Basis des Modulationsindexes verstellt werden, wie in 4 dargestellt ist. In 4 sind die Abschnitte oder Dauern von negativen und positiven Nullvektorzeiten zueinander und die Beziehungen zwischen ihnen bezüglich eines Liniensegments 40 veranschaulicht. Drei Punkte auf dem Liniensegment 40, das heißt V0/V7 als 0%/100% entsprechend der DPWMMAX-Technik, V0/V7 als 50%/50% entsprechend einer typischen standardmäßigen SVPWM, und V0/V7 als 100%/0% entsprechend der DPWMMIN-Technik und V0/V7 als 25%/75% und V0/V7 als 75%/25% sind besonders dargestellt. Jedoch veranschaulichen die Doppelpfeile 41A und 41B weiterhin, dass die Abschnitte oder Dauern von negativen und positiven Nullvektorzeiten zueinander kontinuierlich gewählt werden können, das heißt, um eine beliebige Kombination zwischen den beiden Extremen auf dem Liniensegment 40 zu haben.
  • Weiterhin kann der Ausgang 16 des Leistungswandlers 10 unter Nutzung der SVPWM mit den Abschnitten von negativen und positiven Nullvektorzeiten im Wesentlichen gleich bei einem ersten Modulationsindex moduliert werden, und der Ausgang 16 des Leistungswandlers 10 kann durch Nutzen der SVPWM moduliert werden, wobei die Abschnitte von negativer Nullvektorzeit und positiver Nullvektorzeit relativ zueinander als Funktion des Modulationsindexes verstellt werden. Dies kann beispielsweise unter Nutzung einer symmetrischen SVPWM durchgeführt werden, das heißt mit gleichen Dauern für V0 und V7 bei einem Modulationsindex oder in einem Bereich von Modulationsindizes und verschiedenen Kombinationen von Dauern von V0 und V7 bei anderen Modulationsindizes. Beispielsweise kann eine symmetrische SVPWM bei einem Modulationsindex von 0,5 verwendet werden, und dann kann die relative Dauer von V0 bezüglich V7 bei Wegbewegung von dem Modulationsindex von 0,5 allmählich verlängert werden, das heißt, wie durch den Pfeil 41B in 4 dargestellt. Die Dauer von V0 bezüglich V7 kann beispielsweise auf lineare oder auf nicht lineare Weise bei Bewegung von dem Modulationsindex von 0,5 zu einem Modulationsindex von null verstellt werden. Die Verstellung der Dauern von Nullvektoren mit einer kontinuierlichen Funktion eines Modulationsindexes erleichtert die möglichen negativen Effekte einer Einzelpunkt-Modulationsstrategieänderung, die beispielsweise auftreten kann, wenn bei einem einzelnen Punkt des Modulationsindexes von SVPWM zu DPWMMIN geschaltet wird. Somit kann durch kontinuierliches Verstellen von Nullvektordauern der SVPWM mit einem Modulationsindex der Betrieb reibungsloser beispielsweise zu DPWMMIN oder DPWMMAX umgeschaltet werden. Das Verhältnis von Dauern der positiven und negativen Sequenznullvektordauer während der Nullvektorzeitperiode kann in einer Modulatorsoftware, die auf einer Steuereinheit für jede Schaltperiode läuft, frei gewählt werden. Deshalb kann eine beliebige Kombination zwischen DPWMMIN/MAX und SVPWM als Funktion des Modulationsindexes verwendet werden. Ein minimales Ausmaß an Ungleichgewicht zwischen den oberen 21 und unteren 22 steuerbaren Schaltern könnte verwendet werden, um die gewünschte Reduktion der CM-Komponente im Vergleich zu SVPWM zu erzielen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Ausgang 16 des Leistungswandlers 10 durch Nutzen der SVPWM mit den Abschnitten von negativen und positiven Nullvektorzeiten im Wesentlichen gleich bei einem ersten Modulationsindex und Modulieren des Ausgangs durch Nutzen von DPWMMIN bei einem zweiten Modulationsindex und Modulieren des Ausgangs des Leistungswandlers durch Nutzen von DPWMMAX bei einem dritten Modulationsindex moduliert werden. Außerdem kann der Abschnitt der negativen Nullvektorzeit relativ zu dem Abschnitt der positiven Nullvektorzeit als Funktion des Modulationsindexes zwischen dem ersten und dem zweiten Modulationsindex allmählich verlängert werden, und der Abschnitt der positiven Nullvektorzeit relativ zu der negativen Nullvektorzeit als Funktion des Modulationsindexes kann zwischen dem ersten und dem dritten Modulationsindex allmählich verlängert werden. Das allmähliche Verlängern des Abschnitts der negativen Nullvektorzeit bezüglich des Abschnitts der positiven Nullvektorzeit als Funktion des Modulationsindexes kann genutzt werden, um den Magnetfluss eines Induktors oder einer Drossel eines CM-Filters oder eines CM+DM-Filters bezüglich einer Lösung zu verringern, die die Verwendung von nur einer symmetrischen SVPWM bei allen Modulationsindizes umfasst.
  • Verfahren zum Modulieren des Ausgangs 16 eines Leistungswandlers 10 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können durch eine Steuereinheit durchgeführt werden. Die Steuereinheit kann einen oder mehrere Prozessoren, einen oder mehrere Speicher, die flüchtig oder nichtflüchtig sind, zum Speichern von Abschnitten von Computerprogrammcode, umfassen. Die Steuereinheit kann beliebige Datenwerte und möglicherweise eine oder mehrere Benutzerschnittstelleneinheiten umfassen. Die erwähnten Elemente können zum Beispiel mit einem internen Bus miteinander kommunikativ gekoppelt sein. Der Prozessor der Steuereinheit ist mindestens so ausgelegt, dass er mindestens einige Verfahrensschritte, wie hierin oben bezüglich 3 beschrieben, umsetzt, als Beispiel. Die Steuereinheit kann beispielsweise durch Gatetreiberschaltungen mit den steuerbaren Schaltern 21, 22 in Kommunikation stehen. Die Steuereinheit kann auch ausgelegt sein zum Empfangen von Messdaten von beispielsweise Eingangs- und/oder Ausgangsspannungen und/oder -strömen des Wandlers 10 als Eingabe. Es können auch andere Messungen in dem System vorliegen, deren Messwerte in der Steuereinheit zum Steuern des Betriebs des Wandlers 10 verwendet werden können. Diese können beispielsweise eine Spannung und/oder einen Strom des Zwischenkreises beinhalten, falls der Wandler ein Frequenzwandler oder ein Teil davon ist.
  • Die Umsetzung des Verfahrens kann erzielt werden durch Anordnen des Prozessors zum Ausführen mindestens eines Abschnitts von in dem Speicher gespeichertem Computerprogrammcode, was bewirkt, dass der Prozessor und somit die Steuereinheit einen oder mehrere Verfahrensschritte umsetzt, wie beschrieben. Der Prozessor ist somit angeordnet, auf den Speicher zuzugreifen und beliebige Informationen von dort abzurufen und dorthin zu speichern. Der Klarheit halber bezieht sich der Prozessor hierin auf eine beliebige Einheit, die zum Verarbeiten von Informationen und Steuern des Betriebs der Steuereinheit, unter anderen Aufgaben, geeignet ist. Die Operationen können auch mit einer Mikrocontrollerlösung mit eingebetteter Software umgesetzt werden. Analog ist der Speicher nicht nur auf einen bestimmten Typ von Speicher begrenzt, sondern ein beliebiger Speichertyp, der für das Speichern der beschriebenen Informationsteile geeignet ist, kann in dem Kontext der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Die Steuereinheit kann integral zu dem Leistungswandler angeordnet sein, das heißt in dem Leistungswandler, oder sie kann eine externe Steuereinheit sein.
  • Die Steuereinheit kann weiterhin eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen, einen oder mehrere Ports oder einen oder mehrere Verbinder umfassen. Externe Einheiten können mit der Kommunikationsschnittstelle verbunden sein. Die externe Einheit kann eine drahtlose Verbindung oder eine Verbindung auf eine verdrahtete Weise umfassen. Die Kommunikationsschnittstelle liefert eine Schnittstelle zur Kommunikation mit externen Einheiten wie etwa Strom-, Spannungs- und/oder Leistungsmesssensoren, Gatetreibern der Halbleiterschaltern, Analog-Digital(ADW)- oder Digital-Analog(DAC)-Wandlern, Hilfsstromquellen wie etwa Batterien usw. Es kann auch eine Verbindung zu dem externen System, wie etwa einem Laptop oder einer handgehaltenen Einrichtung oder zu einer Datenbasis, die Informationen speichert, die beim Steuern des Betriebs des Leistungswandlers verwendet werden, vorliegen.
  • 5 veranschaulicht eine Neutralpunktspannung, das heißt eine Gleichtaktspannung, eines Leistungswandlers 10 als Funktion der Ausgangsfrequenz des Wandlers 10 bei einer Schaltfrequenz. Die gestrichelte Linie veranschaulicht die Gleichtaktspannung bei verschiedenen Ausgangsfrequenzen, falls die SVPWM bei allen Modulationsindizes genutzt würde. Der Modulationsindex beträgt 0,5, wenn die Ansteuerfrequenz 25 Hz in 5 beträgt, während der Modulationsindex 1 beträgt, wenn die Ansteuerfrequenz 50 Hz beträgt. Die durchgezogene Linie veranschaulicht die Gleichtaktspannung bei verschiedenen Ausgangsfrequenzen, falls die DPWMMIN bei allen Modulationsindizes verwendet würde. Wie ersichtlich ist, ist die Gleichtaktspannung signifikant niedriger für DPWMMIN bei Modulationsindizes unter 0,5. Somit kann die Gleichtaktspannung gesenkt und das CM-Filter kleiner und weniger kostspielig gemacht werden, falls DPWMMIN bei Modulationsindizes unter 0,5 genutzt wird, obwohl die SVPWM bei anderen Modulationsindizes genutzt würde. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und auch in 5 gezeigt, kann DPWMSYM beispielsweise bei Modulationsindizes über 0,9 genutzt werden, um die Effizienz des Wandlers 10 zu verbessern.
  • Die 6A und 6B veranschaulichen eine Gleichtaktspannung beziehungsweise einen virtuellen Fluss der Gleichtaktspannung eines Leistungswandlers 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der „virtuelle Fluss“ bezieht sich hierin auf einen imaginären Strom, der einen magnetischen Fluss in einem induktiven Kreis erzeugt, wobei der Strom die gleiche Wellenform und die relative Größe wie der virtuelle Fluss haben würde. 6A veranschaulicht den Effekt des Verstellens der Nullvektordauern der SVPWM in Bezug aufeinander zu der Gleichtaktspannung. Die gestrichelte Linie stellt das Modulieren des Wandlers durch symmetrische SVPWM mit Nullvektordauern zueinander gleich in einer Schaltperiode dar. Die durchgezogene Linie stellt das Modulieren des Wandlers durch Nutzen von SVPWM dar, ausgelegt oder verstellt zum Nutzen von 90% von V0 während der Nullvektorzeitperiode während des Nutzens von V7 für nur 10% der Nullvektorperiode. Die Gleichtaktspannung ist über zwei Schaltperioden relativ zu einem negativen DC-Bus mit dem Modulationsindex 0,1 gezeigt. Wie ersichtlich ist, ist die Amplitude der Gleichtaktspannung in beiden Fällen die gleiche, jedoch ist die Dauer signifikant kürzer beim Nutzen der SVPWM, die ausgelegt ist zum Verwenden von V0 für 90% der Nullvektorzeitperiode als im Fall einer symmetrischen SVPWM.
  • 6B veranschaulicht weiter den Effekt, dass die Gleichtaktspannungsdauer kürzer ist als wie in 6A veranschaulicht und hier oben desbezüglich beschrieben. 6B veranschaulicht einen virtuellen Fluss, d. h. Volt-Sekunden, resultierend aus den Gleichtaktspannungen von 6A mit entferntem DC-Pegel. 6B zeigt ein Beispiel dessen, wie das Verstellen des Verhältnisses von negativer und positiver Nullvektordauer den Gleichtaktstrom beeinflusst. Auch in 6B stellt die gestrichelte Linie das Modulieren des Ausgangs 16 des Wandlers 10 durch eine symmetrische SVPWM mit Nullvektordauern zueinander gleich in einer Schaltperiode dar. Die durchgezogene Linie stellt das Modulieren des Wandlers durch Nutzen der SVPWM dar, die ausgelegt ist zum Nutzen von 90% von V0 während der Nullvektorzeitperiode, während V7 nur für 10% der Nullvektorperiode genutzt wird. Im Fall eines induktiven Kreises würden die Gleichtaktströme die gleiche Wellenform und relative Amplitude wie die virtuellen Flüsse von 6B haben. Es ist deutlich ersichtlich, dass die Gleichtaktstromamplitude reduziert werden kann, indem die Dauern der Nullvektoren zueinander modifiziert werden.
  • Eine signifikante Reduktion bei den Kosten der Filterung kann erzielt werden, indem DPWMMIN,MAX (Klammern entweder auf eine negative oder positive DC-Schiene) bei niedrigeren Modulationsindizes als 0,5 verwendet wird, wie beispielsweise in 5 zu sehen ist, während die Gleichtaktspannung bezüglich des alleinigen Verwendens der symmetrischen SVPWM niedriger wird. Mit diesem System ist es möglich, die mittleren Volt-Sekunden auf die Hälfte des Originals zu verringern, was bedeutet, dass der mittlere Strom der CM-Induktanz auf die Hälfte des Originals abgeschnitten werden kann. Dies bedeutet, dass die Verluste im Gleichtaktfilter bis zu 75% reduziert werden können. Ansteuerimpulse der Halbleiterschalter 21, 22, wie etwa IGBTs, sind in Form von Impulsen, wobei ein hoher Pegel der Impulse höhere Schalter (drei obere IGBTs) leitet und ein niedriger Pegel der Impulse niedrigere Schalter (drei untere IGBTs) leitet. Das Vergrößern des Vo-Anteils bedeutet somit das Entfernen eines Teils eines höheren Pegels der Ansteuerimpulse, so dass die Impulse schmaler werden. Das Integral der Spannung wird bestimmen, wie viel magnetisches Material in dem Induktor benötigt wird, mit anderen Worten, wie viel Strom der Induktor ohne Sättigung aushalten sollte. 6B zeigt den Spitzenwert des Flusses in dem Induktor. Das bedeutet, dass durch die CM-Drossel 13 weniger Gleichtaktstrom fließt, wenn der Vo-Anteil größer ist, und deshalb ist das Integral des Ansteuerimpulses kleiner.
  • 7A-7C veranschaulichen schematisch den Spitze-Spitze-Wert des Flusses als Funktion des Modulationsindexes bei Dreiphasenwinkeln 180, 90 beziehungsweise 0 Grad eines Leistungswandlers 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 7A-7C ist der Spitze-Spitze-Wert des virtuellen Flusses als Funktion des Modulationsindexes mit verschiedenen Verhältnissen von Nullvektordauern (50%, 70%, 80%, 90% und 100%) aufgetragen, das heißt das Verhältnis von V0 bezüglich der gesamten Nullvektorzeitperiode. Der Spitze-Spitze-Wert ist bei verschiedenen Ausgangsspannungsphasenwinkeln in 7A-7C dargestellt worden, in denen 180 Grad einer negativen Spitze der ersten Phasenspannung (7A) entspricht, 90 Grad dem Nullpunkt der ersten Phasenspannung (7B) und 0 Grad der positiven Spitze der ersten Phasenspannung (7C).
  • Um die Größe des CM-Filters 13 und den Sättigungsfluss der Induktanzen zu reduzieren, muss die höchste Spitze des Flusses reduziert werden. Deshalb liegt bei Betrachtung von 7A, die die höchsten Spitze-Spitze-Werte einer vollen Ausgangsspannungsperiode zeigt, die höchste Spitze etwa bei dem Modulationsindex 0,5, bei dem eine Reduktion um etwa 30% des Flusses im Vergleich zu dem Verwenden der symmetrischen SVPWM beim Modulationsindex 0 erzielt werden kann. Bei Betrachtung der durch Flusswelligkeit verursachten Verluste wird die Aufmerksamkeit auf die mittlere Welligkeit über die volle Ausgangsspanungsperiode gezogen. In 7A-7C kann die mittlere Welligkeit um etwa 50% reduziert werden. Verluste sind relativ zu dem Quadrat der Stromgröße und können deshalb um etwa 75% reduziert werden.
  • Die 7A-7C zeigen den Spitze-Spitze-Wert des Flusses als Funktion des Modulationsindexes. Durch Nutzen eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der maximale Stress um einen Modulationsindex von 0,5-0,6 herum. Wenn der Modulationsindex unter 0,6 fällt, kann ein Nullvektorverhältnis gewählt werden, das weniger CM-Stress erzeugt als die gestrichelte Linie entsprechend dem 50%-Verhältnis in 7A-7C. Normale SVPWM würde einen Stress gemäß der oben erwähnten 50%-Linie verursachen. Mit anderen Worten unter einem Modulationsindex von etwa 0,5, im Vergleich zu der Linie, die die symmetrische SVPWM darstellt (50% V0, 50% V7), zu anderen Linien, die höhere Verhältnisse von V0 darstellen. Unter diesen anderen Bedingungen wird der Spitze-Spitze-Fluss weiter reduziert, während der Anteil von V0 sich 100% nähert, das heißt sich DPWMMIN nähert. Während der Fluss abnimmt, kann so ein Gleichtaktfilter (üblicherweise eine Gleichtaktdrossel) mit kleinerer Induktanz gewählt werden. Eine Drossel mit kleinerer Induktanz bedeutet weiterhin ein kleineres Volumen, weniger Wärmeerzeugung und geringere Kosten.
  • In der vorausgegangenen Beschreibung beschriebene Merkmale können in anderen Kombinationen als denen explizit beschriebenen Kombinationen verwendet werden. Obwohl Funktionen unter Bezugnahme auf gewisse Merkmale beschrieben worden sind, können jene Funktionen durch andere Merkmale, ob beschrieben oder nicht, durchführbar sein. Obwohl Merkmale unter Bezugnahme auf gewisse Ausführungsformen beschrieben worden sind, können jene Merkmale auch in anderen Ausführungsformen präsent sein, ob beschrieben oder nicht.

Claims (21)

  1. Verfahren zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers (10), wobei das Verfahren umfasst: - Bestimmen (110) eines Modulationsindexes, - Wählen (120), auf Basis des Modulationsindexes, einer Modulationstechnik unter mehreren vorbestimmten Modulationstechniken, und - Modulieren (130) eines Ausgangs (16) des Leistungswandlers (10) durch Nutzen der gewählten Modulationstechnik.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Leistungswandler (10) ein Zweipegel-Dreiphasen-Wandler ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend Modulieren des Ausgangs durch Nutzen mindestens einer ersten Modulationstechnik und einer zweiten Modulationstechnik in Abhängigkeit von dem Modulationsindex.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend - Bestimmen eines ersten Modulationsindex-Schwellwerts, und - Wählen der Modulationstechnik auf Basis des Vergleichens des Modulationsindexes mit dem ersten Modulationsindex-Schwellwert.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend - Wählen der Modulationstechnik als eine erste Modulationstechnik, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindex-Schwellwert ist, oder - Wählen der Modulationstechnik als eine zweite Modulationstechnik, falls der Modulationsindex kleiner ist als der erste Modulationsindex-Schwellwert.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren vorbestimmten Modulationstechniken mindestens zwei Techniken enthalten aus: Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM), diskontinuierlichem Pulsbreitenmodulationsminimum (DPWMMIN), diskontinuierlichem Pulsbreitenmodulationsmaximum (DPWMMAX), symmetrischer diskontinuierlicher Pulsbreitenmodulation (DPWMSYM).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, umfassend - Wählen einer Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM), falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindex-Schwellwert ist, und - Wählen des diskontinuierlichen Pulsbreitenmodulationsminimums (DPWMMIN) oder des diskontinuierlichen Pulsbreitenmodulationsmaximums (DPWMMAX), falls der Modulationsindex kleiner ist als der erste Modulationsindex-Schwellwert.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, wobei der erste Modulationsindexschwellwert zwischen 0,4 und 0,6 liegt, vorteilhafterweise 0,5 beträgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, umfassend - Bestimmen eines ersten Modulationsindexschwellwerts, - Bestimmen eines zweiten Modulationsindexschwellwerts, und - Wählen der Modulationstechnik auf Basis des ersten und des zweiten Modulationsindexschwellwerts.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der erste Modulationsindexschwellwert über dem zweiten Modulationsindexschwellwert liegt, wobei das Verfahren umfasst - Wählen der Modulationstechnik als eine erste Modulationstechnik, falls der Modulationsindex größer oder gleich dem ersten Modulationsindex-Schwellwert ist, - Wählen der Modulationstechnik als eine zweite Modulationstechnik, falls der Modulationsindex kleiner ist als der erste Modulationsindexschwellwert und größer oder gleich dem zweiten Modulationsindexschwellwert ist, und - Wählen der Modulationstechnik als eine dritte Modulationstechnik, falls der Modulationsindex kleiner ist als der zweite Modulationsindexschwellwert.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste Modulationstechnik die symmetrische diskontinuierliche Pulsbreitenmodulation (DPWMSYM) ist, die zweite Modulationstechnik die Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM) ist und die dritte Modulationstechnik das diskontinuierliche Pulsbreitenmodulationsminimum (DPWMMIN) oder das diskontinuierliche Pulsbreitenmodulationsmaximum (PPWMMAX) ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, wobei der erste Modulationsindexschwellwert aus dem Bereich 0,8 bis 1,0, vorteilhafterweise 0,9, ist, und der zweite Modulationsindexschwellwert aus dem Bereich 0,4 bis 0,6, vorteilhafterweise 0,5, ist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Verstellen eines Abschnitts einer von einer negativen Nullvektorzeit und einer positiven Nullvektorzeit bezüglich der anderen der positiven Nullvektorzeit beziehungsweise der negativen Nullvektorzeit der Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM) auf Basis des Modulationsindexes.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend - Modulieren des Ausgangs des Leistungswandlers durch Nutzen von Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM) mit den Abschnitten von negativen und positiven Nullvektorzeiten im Wesentlichen gleich bei einem ersten Modulationsindex, und - Modulieren des Ausgangs des Leistungswandlers durch Nutzen von Raumvektor-Pulsbreitenmodulation (SVPWM), wobei die Abschnitte einer negativen Nullvektorzeit und positiven Nullvektorzeit relativ zueinander als Funktion des Modulationsindexes verstellt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend das allmähliche Vergrößern des Abschnitts der negativen Nullvektorzeit bezüglich des Abschnitts der positiven Nullvektorzeit als Funktion des Modulationsindexes für das Verkleinern des Magnetflusses eines Induktors eines Gleichtaktfilters oder allmähliches Vergrößern des Abschnitts der positiven Nullvektorzeit bezüglich des Abschnitts der negativen Nullvektorzeit als Funktion des Modulationsindexes für das Verkleinern des Magnetflusses eines Induktors eines Gleichtaktfilters.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulationsindex definiert ist als ein Verhältnis der Amplitude des Referenzsignals zu der Amplitude des Trägersignals.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wählen (120) der Modulationstechnik auf Basis des Modulationsindexes unter den mehreren vorbestimmten Modulationstechniken das Wählen der Technik umfasst, die eine kleinere Gleichtaktspannung als eine andere Technik der mehreren vorbestimmten Modulationstechniken bei dem Modulationsindex erzeugt, wodurch die Verwendung eines Induktors (13) oder einer Drossel (13) eines Gleichtaktfilters (12) des Wandlers (10) mit einer kleineren Induktanz bezüglich einer Induktanz eines Induktors oder einer Drossel eines Gleichtaktfilters eines Wandlers unter Verwendung nur einer Modulationstechnik unabhängig von dem Modulationsindex gestattet wird.
  18. Leistungswandler (10), umfassend eine Steuereinheit und einen Ausgang des Leistungswandlers, wobei die Steuereinheit ausgelegt ist zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-17.
  19. Leistungswandler (10) nach Anspruch 18, wobei sich in dem Leistungswandler ein Zweipegel-Dreiphasen-Inverter befindet und der Ausgang des Leistungswandlers eine Ausgangsspannung ist.
  20. Steuereinheit zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers (10), wobei die Steuereinheit umfasst - mindestens einen Prozessor, und - mindestens einen Speicher, der mindestens einen Abschnitt eines Computerprogrammcodes speichert, und wobei der mindestens eine Prozessor ausgelegt ist zu bewirken, dass die Steuereinheit das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-17 durchführt.
  21. Computerprogrammprodukt zur Pulsbreitenmodulation eines Leistungswandlers, wobei das Produkt Programmanweisungen umfasst, die bei Ausführung durch eine Steuereinheit bewirken, dass die Steuereinheit das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-17 durchführt.
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