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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Inverterausfall bei PMSM -> Zerstörung Zwischenkreiskondensator


Autor: tobi (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe eine etwas allgemeine Frage zu 3phasen Wechselrichtern.
Was passiert wenn bei einem PMSM im vollen Betrieb die Ansteuerung der 
IGBTs/Mosfets ausfällt (Softwarefehler, Bauteildefekt, was auch immer)?

imho: da ja dann vom Inverter kein Drehfeld mehr erzeug wird, würde der 
PMSM ja über die Dioden in den Zwischenkreis zurückspeisen.
Der Zwischenkreiskondensator würde ja dann relativ schnell, durch die 
hohe Spannung die Grätsche machen, wenn kein Bremschopper verbaut ist. 
Einen explodierenden Zwischenkreiskondensator (z.b. 450 0.5mF) will ich 
mir eigentlich gar nicht vorstellen.
Ich würde mich freuen wenn ihr mir sagen könntet ob diesbzgl. in der 
Praxis Sicherheitsmaßnahmen üblich sind (z.b. Relais an den 
Motorphasen). Oder wird das Risiko in Kauf genommen.
Mich interesiert, dass ganze speziell in Hinblick auf Hybrid/E-Autos.

viele Grüße
Tobi

Autor: Florian V. (Gast)
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Nun ja, solange der Motor nicht auf einmal schneller dreht, als seine 
Nenndrehzahl, sollte er lediglich eine Spannung erzeugen, die niedriger 
ist als seine Nennspannung.
Die Gegen-EMK und damit auch die Höhe der im Generatorbetrieb erzeugten 
Spannung ist linear abhängig von der Drehzahl. Und da die 
Wicklungsverluste auch noch wirken, wird die Spannung an den Klemmen 
sogar immer etwas niedriger sein als im Motorbetrieb.

Und damit wird auch nichts im Zwischenkreis zerstört.

Autor: Hauspapa (Gast)
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Beispiel der uC hängt sich auf. Die PWM Gruppen geben kein Drehfeld mehr 
vor während der Motor gerne weiterdrehen möchte. Schon knallt es. 
Theoretisch könnte dabei sogar eine Halbbrücke als Aufwärtswandler 
arbeiten. In der Praxis überwiegen die Verluste und halten Kondensatoren 
einmalige Transienten recht gut aus

Die spannende Frage was genau die Ursache war interessiert eigentlich 
garnicht, der Sensenmann holt die Leistungshalbleiter und als 
Folgefehler gerne auch noch die Ansteuerung. Evtl. ist auch noch ein 
toter Netzgleichrichter zu beklagen und die Stromschienen sehen vom 
Lichtbogen etwas angefressen aus.

Kondensatoren sterben eigentlich nur Alterswegen. Wobei Sie bei hohen 
Rippelströmen und Temperaturen gerne schnell alt werden.

Aus einem drehenden Motor kann man problemlos sehr hohe 
Zwischenkreisspannungen erzeugen. Das erfordert aber eine entsprechend 
geregelte Ansteuerung. Von allein passiert das nicht.

Autor: zoggl (Gast)
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da bis jetzt nur eine PSM mit oberflächenmagneten aufgegriffen wurde 
möchte ich noch kurz eine hybridmaschine (mischung aus reluktanz und 
PSM) ansprechen. Hier kann das Feld durch einen dem Drehfeld verschoben 
magnetvektor geschwächt werden, um über den Nenndrehzahl zu kommen. 
sollte hier die regelung sterben wird es lustig, da die gegenspannung 
die nennspannung weit übersteigen kann.
sehr schöne präsentation auf : 
http://www.mobilityacademy.ch/Files/Mathoy.pdf

nein, das risiko wird nicht in kauf genommen. es gibt mehrere konzepte, 
die meisten sehen aber das auftrennen des sternpunktes vor, da damit 
auch ein blockieren des motors verhindert werden kann.

Die PSM Motoren des Prius sind über ein Planeten Diff gekoppelt, dadurch 
lässt sich auch bei ausfall eins dieser einheiten ein offener Kraftweg 
realisieren. zudem können hier die Stränge vom inverter genommen werden, 
um die brücken lam zu legen.
http://www.priuswiki.de/wiki/Power_Split_Device


sg

Autor: Hauspapa (Gast)
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@zoggl

So Feinheiten kennen meist nur Arbeitskollegen vom Arno. Geht es Ihm 
eigentlich wieder besser?

Autor: zoggl (Gast)
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nein, ich bin kein arbeitskollege von Arno.
Ich wusste nicht, dass er gesundheitlich angeschlagen ist. ich hoffe 
dass es nichts schlimmes ist und er bald wieder zu höchstform aufläuft. 
er ist zwar ein mittbewerber, aber seine begeisterung und sein wissen 
bringt dinge voran, um die andere nur herumreden.

sg

Autor: Hauspapa (Gast)
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Soweit ich weis nichts was ein guter Arzt nicht zusammenflicken könnte. 
Allerdings ist mein Wissensstand schon etwas älter. Kann gut sein das er 
inzwischen wieder arbeitet.

Grüssle
Hauspapa

Autor: tobi (Gast)
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Hallo,

der TO nochmals.
Hauspapa: >>Aus einem drehenden Motor kann man problemlos sehr hohe
Zwischenkreisspannungen erzeugen. Das erfordert aber eine entsprechend
geregelte Ansteuerung. Von allein passiert das nicht.<<
Würde die Ansteuerung so aussehen, das der Inverter ein Drehfeld in die 
andere Richtung vorgibt, als in die sich der Rotor bewegt?

vg

Tobias

Autor: Andreas R. (rebirama)
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Nein, gemeint ist der Feldschwächbetrieb.

Hierbei wird gezielt ein Strom durch den Motor geschickt, der das Feld 
der Permanentmagnete schwächt (Stichwörter Vorkommutierung und/oder 
Feldorientierte Regelung). Dadurch ist die im Motor induzierte Spannung 
vorübergehend reduziert. So kann man den Motor schneller drehen lassen, 
als es nach der zur Verfügung stehenden Spannung eigentlich möglich 
wäre.

Problem: Sobald die Ansteuerung ausfällt, entfällt auch die Schwächung 
des Feldes. Die Maschine erzeugt jetzt wirklich die Spannung, die ihrer 
Drehzahl entspricht, und die größer als die Zwischenkreisspannung ist. 
Den Rest kann man sich ausmalen.

Deshalb braucht man bei ein Sicherheitskonzept, wenn man eine PSM im 
Feldschwächbetrieb betreiben will.

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