Motoryaskawa elektrischer Servo- industrieller Servomotor InsB 200V SJME-04AMB41-0Y 400W

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Der Wechselrichter besteht aus drei Halbbrückeneinheiten, bei denen der obere und der untere Schalter komplementär gesteuert werden, d.h. wenn der obere eingeschaltet ist, muss der untere ausgeschaltet sein und umgekehrt. Da die Ausschaltzeit des Leistungshalbleiters länger ist als seine Einschaltzeit, muss zwischen dem Ausschalten eines Transistors der Halbbrücke und dem Einschalten seines komplementären Bauteils eine Totzeit eingefügt werden. Die Ausgangsspannung wird meist durch Pulsweitenmodulation (PWM) erzeugt, bei der eine gleichschenklige Dreieck-Trägerwelle mit einer Sinus-Modulationswelle mit Grundfrequenz verglichen wird. Die natürlichen Schnittpunkte bestimmen die Schaltpunkte der Leistungshalbleiter eines Halbbrückenwechselrichters. Diese Technik ist in Abbildung 3-6 dargestellt. Die 3-Phasen-Spannungswellen sind um 120° zueinander versetzt, und somit kann ein 3-Phasen-Motor versorgt werden.

Die beliebtesten Leistungshalbleiter für Motorsteuerungsanwendungen sind Power-MOSFETs und IGBTs. Ein Power-MOSFET ist ein spannungsgesteuerter Transistor. Er ist für den Hochfrequenzbetrieb ausgelegt und hat einen geringen Spannungsabfall, wodurch er geringe Leistungsverluste aufweist. Die Empfindlichkeit gegenüber der Sättigungstemperatur begrenzt jedoch den Einsatz von MOSFETs in Hochleistungsanwendungen. Ein Insulated-Gate Bipolar Transistor (IGBT) wird über einen MOSFET an seiner Basis gesteuert. Der IGBT benötigt einen geringen Ansteuerstrom, hat eine schnelle Schaltzeit und eignet sich für hohe Schaltfrequenzen. Der Nachteil ist der höhere Spannungsabfall des Bipolartransistors, der höhere Leitungsverluste verursacht.

Die Vektorregelung ist die beliebteste Regelungstechnik für AC-Asynchronmotoren. In speziellen Bezugssystemen ist der Ausdruck für das elektromagnetische Drehmoment der Maschine mit glattem Luftspalt ähnlich dem Ausdruck für das Drehmoment der fremderregten Gleichstrommaschine. Bei Asynchronmaschinen erfolgt die Regelung üblicherweise im Bezugssystem (d-q), das an den Rotorflussraumvektor gekoppelt ist. Deshalb erfordert die Implementierung der Vektorregelung Informationen über den Betrag und den Raumwinkel (Position) des Rotorflussraumvektors. Die Statorströme der Asynchronmaschine werden durch Transformation in das d-q-Koordinatensystem, dessen direkte Achse (d) mit dem Rotorflussraumvektor ausgerichtet ist, in Fluss- und Drehmomentkomponenten aufgeteilt. Das bedeutet, dass die q-Achsenkomponente des Rotorflussraumvektors immer Null ist: