Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Synchronmaschine Phasenverschiebung Strom, Spannung bei PWM-Ansteuerung


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von Max (Gast)


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Hallo liebe Elektronikfreunde,

ich habe letztens Messungen an einer Synchronmaschine, die an einem 
IGBT-Umrichter mit einer PWM-Frequenz von 8 kHz angeschlossen war, 
gemacht.

Dabei hab ich eine Phasenverschiebung von etwa 15° festgestellt.


Meine Frage ist eher theoretischer Natur.

Man bildet ja mit unterschiedlichen Duty-Cycle den Sinus nach.

Wie muss man sich denn die Phasenverschiebung zwischen Strom und 
Spannung in diesem Falle vorstellen?

Dem ganzen ist ja ein Stromregler unterlagert und schließlich fließt ja 
nur im eingeschalteten Zustand Strom.

Dieser Strom ist ja über eine Sinusperiode nahezu konstant.

Anteilsmäßig während der PWM-Zyklen fließt ja der höchste Strom, wenn 
der obere IGBT der Halbbrücke zu 99% bis 100% eingeschalten und der 
untere IGBT der Halbbrücke die ganze Zeit ausgeschalten ist.

Wie kann das sein, dass der Strom zu diesem Zeitpunkt nicht maximal ist?
Kommt es aufgrund der in der Motor-Induktivität gespeicherten Energie 
dazu?

Viele Grüße
Max

von Dieter (Gast)


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Beim Betrieb des Motors sind Strom und Spannung etwas verschoben. Für 
den Betrieb von Lasten mit induktiven Anteilen ist das normal, und unter 
dieser Betitelung fällt der Synchronmotor.
Das Phänomen tritt natürlich hinter einem Sinuswandler mit Synchronmotor 
auch auf.

Die Verschiebung ändert sich auch mit der mechanischen Belastung des 
Motors und auch wenn dieser angetrieben würde, so dass er als Generator 
arbeiten würde. In dem Falle müsste eine Vierquadrantensinuswandler für 
den Motor verwendet werden.

von Max (Gast)


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Es kann also sein, dass der Strom selbst während des PWM-Zyklus höher 
ist, als durch das jeweilige Verhältnis der Duty-Cycle.

Hintergrund meiner Frage war, dass ich zur Zeit versuche, ungefähre 
Berechnungen zu Verlustleistung eines IGBT anzustellen.

Daher suche ich nach einer einfachen Möglichkeit, die Phasenverschiebung 
einzurechnen.

von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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Hi,

ich beschäftige micht gerade mit einem ähnlichen Thema für meine 
Masterarbeit.

Schaltverlustleistung  einer B6-Brücke (in der Literatur oft als 
"2-Level-inverter" oder "2L-inverter" zu finden) ist einzig von der 
Schaltfrequenz abhängig und unabhängig von der Modulationsstrategie, dem 
Modulationsgrad und der Phasenverschiebung.
Die Durchlassverluste der Schalter hingegen sind von der Schaltfrequenz 
unabhängig, variieren jedoch mit der Modulationsfunktion, dem 
Modulationsgrad und der Phasenverschiebung.

Nachlesen kannst du das recht überischtlich hier: 
https://eprints.soton.ac.uk/73529/1/LOSS_COMPARISON_OF_TWO_AND_THREE-LEVEL_INVERTER_TOPOLOGIES.pdf

viele Grüße
Traubensaft

von Max (Gast)


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Ich danke dir für das super Paper.

Viele Grüße
Max

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