Hallo, also ich habe folgendes Problem: Ich möchte einen Elektromotor ansteuern und habe nur eine Gleichstromquelle zur Verfügung von 400VDC. Das ganze wird eine Feldorientierte Regelung einer PMSM. Erstmal ein paar Spezifikationen zum Motor: Spannung: 3~ 400 V Frequenz: 50/60 Hz Leistung: 1.2 kW Umdrehungen: 2100 U/m Drehmoment: 5.4 Nm Strom: 2.4 A Um die drei phasen zu erzeugen werden drei parallel geschaltete Halbbrücken aufgebaut und mittels PWM angesteuert(2kHz-16kHz, ist noch nicht sicher, muss getestet werden, falls möglich sollte es bis 16kHz oder mehr ausgelegt sein), also insgesamt 6 PWM signale. Der Logikteil stellt soweit kein Probelm dar, allerdings bin ich was den Leistungsteil angeht etwas aufgeschmissen. http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:3_fach_halbbr%C3%BCcke.svg&filetimestamp=20100516181831 Das was auf dem Bild zu sehen ist, ist was mir fehlt, die Dimensionierung etc. der FETs/IGBTs und alles drumherum, Trennung der Schaltkreise, was eben alles dazugehört. Nochmal deutlich, ich habe 6xPWM, jedes PWM Signal soll einen Teil der Halbbrücke schalten (3x high side, 3x low side), PWM ist 2kHz bis 16kHz, UDC = 400V, der Motor hat eine Leistung von 1,2kW bei 2,4A. Ich hoffe ich habe alle wichtigen Daten genannt, ansonsten bitte nochmal Nachfragen dann trage ich nach. Ich wäre auch dankbar über Buchempfehlungen oder Links die mich dem Thema näher bringen, vieles was ich gefunden habe kratzt nur an der Oberfläche. Vielen Dank
Du wirst so was wie einen IR2130 einsetzen wollen. (die Seite 2 des über microcontroller.com verlinkten Datenblatts ist bei mir übrigend komplett zernepft) Der kümmert sich um einige komplizierte Sachen (leider enthält er keine Absicherung gegen Kurzschluss, wenn auch nur die geringste Möglichkeit für Kurzschlüsse besteht (und die besteht meiner Meinung nach immer, schon weil die Isolierung im Motor defekt werden kann) solltest du darüber nachdenken. Die MOSFETs müssen auf den Blockierstrom des Motors ausgelegt sein) Die 16kHz wird er nicht erreichen, dafür bräuchte man noch stärkere MOSFET-Treiber, die 2kHz aber mit aktuellen MOSFETs locker. Statt MOSFETs könntest du auch IGBTs einsetzen, aber bei 2.4A bringt das keinen Vorteil. Da der Motor wohl auch gebremst werden kann, und dabei Strom in deine 400V rückgespeist werden, musst du sicherstellen, daß das auch geht, also der Akku wieder geladen werden kann oder die Leistung in Bremswiderständen verheizt werden kann. Ganz allgemein: Von deinem Prinzipschalbild bis zu einer funktionierenden Ansteuerung ist der Weg noch weit, eventuell Jahre weit.
Schau die einfach mal die Internetseiten der Hersteller von Leistungshalbleitern an, die bieten dort relativ viele Informationen und natürlich die passenden Bauteile. Die haben zum Teil auch komplette fertig montierte Leistungsendstufen, vielleicht wäre das für dich auch eine Lösung. z.B. Semikron, http://www.semikron.de Dort gibt es bei Knowledge Base das Applikationshandbuch, das könntest Du mal durcharbeiten.
Danke schonmal für die schnellen Antworten, auf das Applikationshandbuch bin ich auch schon gestoßen und bin auch fleissig am lesen. Ist allerdings kein leichter Stoff, naja aber das hatte ich auch nicht erwartet. Wenn es wirklich so kompliziert ist die drei phasen zu Schalten dann sollte ich eventuell wirklich besser nach Komplett oder Teilfertigen Lösungen suchen. Möchte aber noch dazu sagen das ich mich Vollzeit damit beschäftigen kann und ausserdem über eine sehr gute Laborausrüstung verfüge, es besteht auch die Möglichkeit EMV Messungen durchzuführen etc. Um das nochmal klar zu stellen, ich erwarte von niemandem fertige Lösungen zu diesem Problem sondern bitte eher um Hinweise worauf ich achten muss, was ich mir an Wissen unbedingt aneigenen sollte und was sonst noch hilfreich sein könnte. Ich bin im letzten Semester des Studiums der Technischen Informatik, und habe keine scheu vor schwierigen Themen, allerdings werd ich bei der Leistungselektronik mit meiner bisherigen Arbeitsweise/Lernart nich so weit kommen denke ich (Trial and Error). In dem Leistungsbereich bin ich dann doch etwas vorsichtiger und hab etwas mehr Respekt. Hab einfach überhaupt keine Erfahrung mit Spannungen oberhalb von 24Volt. Mein letztes Schulprojekt war der Nachbau eines Segways und das hat wunderbar geklappt, aber wie gesagt mit Trial and Error, und nem 350Watt DC Motor, dieser hier is dann doch ne Nummer größer und hat 3 Phasen. Und die ganze EMV problematik spielt eine größere Rolle. Realistische Zeiteinschätzungen sind auch gerne erwünscht, es sollte in maximal 6 Monaten Vollzeitarbeit (Entwicklung und Umsetzung 7-9 stunden täglich) realisierbar sein, Ausgangspunkt ist das PWM Signal welches vom Mikrocontroller kommt also 6 pins am microcontroller, falls niemand mit Erfahrung in dem Bereich das für machbar hält muss ich denke ich andere Lösungsansätze verfolgen und mich nicht daran festbeißen. Vielen Dank nochmal an alle die sich die Mühe machen das alles zu lesen und zu beantworten.
Okay, hab mich nochmal ein wenig umgeschaut und denke es ist keine schlechte Idee auf "Intelligent Power Modules" umzusteigen, das erleichtert das ganze schon sehr. Für weitere Infos bin ich trotzdem dankbar, wer weiss wann man das nochmal brauchen kann.
Hier habe ich mal etwas ganz einfaches gebaut. http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Mit einer reinen PWM ist es nicht getan, stell dir vor, bei den Halbrücken zwei und drei sind gerade alle Schalter gesperrt. Da kannst Du mit der Halbbrücke 1 herumschalten wie du willst, da fließt kein Strom. Weiterhin würde ich eher zu einem Treiber raten, der die Totzeit schon alleine kann. Axel
Hallo, hier ein kleiner Buchtipp. http://books.google.de/books?id=loL4J1xGwcYC&dq=Elektrische+antriebe+dierk&printsec=frontcover&source=bn&hl=de&ei=hW40TKHqKKGkONrjiJoC&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CCoQ6AEwAw#v=onepage&q&f=false da steht jetzt aber nicht alles haargenau drin. Ich habe im Studium ein paar Unterlagen von Leistungselektronik da. Vielleicht finde ich dort noch en paar Literaturhinweise. Ansonsten kannst du mal in Literatur von Leistungselektronik nach 3 phasigen Wechselrichtern schauen. Viele Grüße Robert
Mister Monomato schrieb: > Okay, hab mich nochmal ein wenig umgeschaut und denke es ist keine > schlechte Idee auf "Intelligent Power Modules" umzusteigen, das > erleichtert das ganze schon sehr. Das hätte ich dir auch geraten. Infineon baut da ganz nette Sachen. Mit 600V-Bauteilen wird es zwar etwas eng, aber es sollte schon noch gehen. Vorausgesetzt, die 400V sind die absolute Obergrenze. 16kHz sind kein großes Problem, je nachdem welches Modul man nimmt. Man muss auf jeden Fall vorher eine genaue Betrachtung der Verlustleistung machen, die Datenblattangaben zum Dauerstrom helfen dir überhaupt nicht. Axel Düsendieb schrieb: > Mit einer reinen PWM ist es nicht getan, stell dir vor, bei den > Halbrücken zwei und drei sind gerade alle Schalter gesperrt. Da kannst > Du mit der Halbbrücke 1 herumschalten wie du willst, da fließt kein > Strom. > > Weiterhin würde ich eher zu einem Treiber raten, der die Totzeit schon > alleine kann. Man nimmt sinnvollerweise einen Controller, der eine 3-Phasen-PWM hat, bei dem also auch Totzeit etc. schon einstellbar ist. Den Rest macht man natürlich mit der entsprechenden Modulationsart und der Regelung. Ich glaube es gibt sogar PIC und AVR mit passender Peripherie. Vermutlich brauchst du für die Vektorregelung aber sowieso etwas größeres und da ist die Auswahl an passenden Controllern riesig. Achja, bitte denke an eine ordentliche galvanische Trennung. Ob du den Prozessor auf Hochspannungsseite oder auf Kleinspannungsseite setzt ist erst einmal egal, aber das "User-Interface" muss auf jeden Fall richtig getrennt sein. Es gibt natürlich noch tausende kleine Sachen, die man beachten muss. Dafür würde es aber hier zu ausführlich werden.
An alle die sich mit dem selben Thema befassen, hab jetzt ein Buch in die Finger bekommen, allerdings Englisch, das wirklich gut zu sein scheint um die Grundlagen von Schaltnetzteilen zu lernen, es hat eine Menge gute Bewertungen und ist, was ich bisher beurteilen kann, gut verständlich geschrieben. "Switching Power Supply Design" ISBN: 978-0-07-148272-1
Hi, also Deine Angabe 400Vdc > AC ist etwas verwirrend bzw. falsch, denn Dein PMSM Motörchen ist per Definition auch ein DC Motor. Was Du brauchst ist ein Inverterboard das Deinen BLDC Motor sinusförmig ansteuert, also eine FOC macht bzw. SVM. Da gibts elegante fertige Lösungen die Du so alleine nur in Jahren hinbekommst (vor allem wenn Du die SW auch noch machen musst). http://www.infineon.com/cms/en/product/applications/Motor_Control_Drives/Motor_Drives_Application_Kits/3-phase-drive.html Habe damit schon eine Applikation gebastelt, klappt schnell und unkompliziert! Grüße, Alex
Hey, werde sehr wahrscheinlich eines der Infineon Testboard nutzen, und wie du eventuell gelesen hast bin ich schon auf dem weg mit den IPM´s wie zum Beispiel dem CIPOS auf dem Board welches du verlinkt hast. Naja ob es ein DC oder AC Motor ist darüber kann man streiten, wie es auch unter den Gelehrten geschieht. Laut Wiki: >Unter einer Gleichstrommaschine versteht man einen Elektromotor, der mit >Gleichstrom betrieben wird, ... dieser Motor wird nicht mit Gleichstrom betrieben sondern mit Wechselstrom, welcher vorher mittels elektrischer Kommutierung aus Gleichstrom erzeugt wird. Dein Auto fährt ja auch nicht auf Rohöl nur weil daraus erst noch Benzin und Diesel gemacht wird. Das ist übrigens meine ganz persönliche Meinung, in diversen Fachbüchern findet man aber beide Definitionen, will hier keine Diskussion entfachen. Ich will aus 400V Gleichspnnung Wechselspannung erzeugen und dazu SVPWM nutzen, darum brauche ich einen Dreiphasenwandler bei dem ich alle 6 MOSFETs/IGBTs mit PWM ansteuern kann. Sowas wie IPM´s, wollte allerdings nur ungern auf fertige Lösungen zurückgreifen. Da es aber Massenhaft fertige Module gibt die alle Spezifikationen erfüllen die ich brauche scheint das eine wesentlich einfachere und schnellere/elegantere Lösung zu sein.
Hi Monomato, stimmt, man kann darüber streiten ob es ein Gleichstrom-Motor oder Wechslstrommotor ist, Fakt ist allerdings, dass Du nur eine postive Spannung an Deiner B6 Brücke hast und alles gegen Masse referenziert, es somit keine negative Spannung gibt. Sonst wäre ein "Brushed DC" Motor den Du mit einer PWM ansteuerst auch ein Wechselstrommotor :). Steppermotoren laufen ja auch unter DC-Motor und nichts anderes ist im Prinzip ein BLDC Motor (habe eine Definition gelesen, dass ein BLDC Motor der über PWM sinusförmig angesteuert wird dann PMSM genannt wird)........aber die Diskussion führt zu nichts :).........trotzdem bin ich immer bei "Wechselrichter" irritiert, denn da denke ich immer an Solartechnik, hier nennt man es Inverter. Nimm so einen CIPOS, das funzt perfekt.......den Schaltplan gibts irgendwo auf der Infineon oder Hitex Webseite, einfach nachbauen oder 390€ zahlen........je nachdem wie eilig man es hat :)) Grüße, Alex
Okay, ich kann leider den Titel nicht mehr verändern, bin über die ganze Namensgebung sowieso Verwirrt, ich finde unter etlichen Verschiedenen Namen Informationen dazu und es kommen immer wieder neue dazu. Es handelt sich also um einen Inverter, gut zu wissen ;) Vielen Dank für die Infos bis hier.
390€ ?!?! aber nicht fuer den CIPOS?! oder? du meinst sicherlich das Evaluation Board von weiter oben. Hoffe ich doch zumindest.
Hi! Ja klar, das ganze Kit hat damals 390€ gekostet, nicht der CIPOS :) Ist aber auch ein grosses Board mit sämtlichem Zubehör. Der CIPOS kostet meines wissens je nach Leistung ab 5€ (ohne Gewähr). Ciao, Alex
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