Zeit- und frequenzbereichsbasierte Bestimmung der Grundfrequenz von Storsignalen zur Anwendung in der aktiven Storunterdruckung mithilfe von synthetisierten Signalen

摘要

Zur Dampfung stationarer Storsignale leistungselektronischer Systeme werden meist passive Filterschaltungen eingesetzt. Mit der Motivation, das hohe Gewicht, das grosse Bauvolumen und die damit einhergehenden Kosten dieser passiven Filterschaltungen einsparen zu konnen, wurden aktive Kompensationsverfahren wie die aktive Filterung entwickelt. Hierbei wird ein Storsignal mit einer Verzogerungszeit behaftet gemessen, ruckgefuhrt und dem Storsignal destruktiv uberlagert. Aufgrund der unvermeidbaren Verzogerungszeit durch die Messung und Ruckfuhrung der Storung, die die Unterdruckung des Storsignals einschrankt, wurde mit dem Konzept der aktiven Storunterdruckung der Ansatz der synthetischen Erzeugung geeigneter Gegenstorsignale etabliert. Durch geeignete Anpassung des synthetisierten Gegenstorsignals kann im Idealfall eine vollstandige Unterdruckung der Storung resultieren. Im Falle eines periodischen Storsignals ist sein zeitlicher Werteverlauf vorhersagbar. Dadurch wird die Synthese eines geeigneten Gegenstorsignals ermoglicht. Dieses Gegenstorsignal muss zu jedem Zeitpunkt exakt auf die Storung abgestimmt sein. Dazu ist die zeitliche Synchronitat zwischen Stor- und Gegenstorsignal entscheidend. Bisherige Realisierungskonzepte fur getaktete leistungselektronische Systeme erreichen die notwendige dauerhafte Synchronitat von Stor- und Gegenstorsignalen durch die Erzeugung der Ansteuerungssignale fur die Leistungselektronik und der Gegenstorung durch ein gemeinsam verwendetes digitales System. Durch nur einen gemeinsamen Taktgenerator ist ein fester zeitlicher Bezug zwischen dem Ansteuerungssignal, dem Storsignal und dem Gegenstorsignal gegeben. Hieraus resultieren jedoch erhebliche Einschrankungen. Das Gegenstorsystem muss zusammen mit der Ansteuerung der Leistungselektronik entwickelt werden. Eine Nachrustlosung mit einem unabhangigen zweiten Taktgeber fuhrt aufgrund von unvermeidbaren Toleranzen zwischen den Taktgebern fruher oder spater zu Problemen. Das Gegenstorsignal muss in festen zeitlichen Abstanden nachsynchronisiert werden. Eine PLL konnte diese Aufgabe ubemehmen, hier sind jedoch sehr hohe Echtzeitanforderungen durch die Hardware zu erfullen. Wunschenswert ist eine offline-Bestimmung des Gegenstorungssignal fur eine gesamte Periodendauer, was eine langere Berechnungszeit erfordert. Damit auch nach der Berechnung des Synthesesignals die Synchronitat noch sichergestellt werden kann, sind Verfahren notwendig, welche insbesondere die Periodendauer der Storung sehr genau bestimmen konnen.