Bestimmung des stationären Betriebsverhaltens von Stromrichterschaltungen mittels Newton-Verfahren

Übersicht

Bei Stromrichterschaltungen kommt der Bestimmung des stationären Betriebsverhaltens wesentliche Bedeutung zu, weil dessen Kenntnis meistens eine notwendige Voraussetzung für weitere Untersuchungen ist. Im Folgenden wird gezeigt, daß diese Aufgabe sehr wirkungsvoll mittels numerischer Verfahren gelöst werden kann, sofern man nur, ausgehend von einer abschnittsweise gültigen Beschreibung, die besondere Struktur geschalteter Systeme voll ausnutzt. Man wird damit für das Newton-Verfahren auf eine verallgemeinerte Jacobi-Matrix geführt, durch die die Behandlung von Schaltungen mit nichtlinearen Elementen, beliebigen äußeren Anregungen und selbst systemabhängigen Schaltzeitpunkten möglich wird. Ungeachtet dieser Allgemeinheit ergibt sich ein verhältnismäßig einfacher Lösungsansatz, bei dem sich der numerische Aufwand in Grenzen hält.

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The determination of the steady state is of fundamental importance especially for power converter circuits, since it is usually the basis for any further analysis. In this paper it is shown, that the problem can be solved very efficiently by numerical methods, if only the special structure of switched systems is taken into account. For Newtonmethods, this leads to a generalized Jacobian matrix, by which circuits with nonlinear elements, arbitrary excitations and even system dependent switching points can be dealt with. The solution approach is, in spite of this generality, rather simple and calls only for reasonable numerical computations.