PMSM mit DC-Eingangsspannungen über 200 V
Hier finden Sie unsere Referenzdesigns und empfohlenen Produkte für Ihr Design der Regelungselektronik für einen Synchronmotor mit Gleichstromeingang
Der einwandfreie Betrieb eines Synchronmotors für hohe Leistungen und hohe Spannungen hängt davon ab, dass er über den gesamten Drehzahlbereich des Motors ruhig läuft, sein Drehmoment uneingeschränkt regelbar ist und seine Drehzahl schnell variiert gesenkt werden kann. Die Ziele der von Infineon vorgeschlagenen Designlösungen für Motorregelungen von Antriebssystemen sind Regulierbarkeit, Stabilität, Robustheit gegenüber Störungen durch Laständerungen und eine Verringerung des Energieverbrauchs, vor allem bei batteriebetriebenen Anwendungen. Synchronmotoren mit einem Gleichstromeingang kommen bei Haushaltsgeräten, industrieller Automatisierung sowie auch in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen wie etwa Gabelstaplern zum Einsatz.
Auf den folgenden Seiten finden Sie unsere empfohlenen Produkte und Referenzdesigns entsprechend der von Ihnen benötigten Leistungsklasse. Ferner erhalten Sie Links zu Design-Ressourcen und Support-Tools sowie zu sofort einsatzbereiten Leiterplatten und Entwicklungs-Kits.
Beides sind Motoren auf der Basis von Permanentmagneten und besitzen den gleichen Grundaufbau, bestehend aus Permanentmagneten auf dem Rotor und Spulen auf dem Stator. Die Antriebsströme in den Spulen müssen mit der Rückmeldung der Rotorposition synchronisiert sein. Diese Rückmeldung kann von Sensoren – typischerweise Hall-Effekt-Gebern – am Rotor oder sensorlos durch das Auswerten der gegenelektromotorischen Kraft (EMF) des Motors erfolgen. Der Unterschied liegt in den Antriebssignalen für die beiden Motortypen: Ein PMSM wird mit sinusförmigen Signalen angetrieben, während ein bürstenloser Gleichstrommotor mit trapezförmigen Signalen angetrieben wird, was dem PMSM sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht eine größere Laufruhe verleiht. Außerdem weist ein PMSM praktisch keine Drehmomentwelligkeit auf. Ein PMSM ist also so ausgelegt, dass eine sinusförmige, gegenelektromotorische Kraft (EMF) wirkt. Und der Rotor weist ein sinusförmiges Flussprofil auf. Ein bürstenloser Gleichstrommotor benötigt eine trapezförmige gegenelektromotorische Kraft (EMF) und der Rotor muss ein gleichförmiges Flussprofil aufweisen.
Das IGBT7-Modul weist einen stärkeren Abschlusswiderstand auf und zeichnet sich durch ein optimiertes Felddesign aus. Deshalb hat es auch die Qualifikation für 175 °C bestanden. Der Betrieb bei 175 °C ist allerdings nur während Überlastzuständen zulässig. Diese Definition gilt sowohl für die Bedingungen bei Antriebsanwendungen als auch für die Lebensdauer.
Bei Antriebsanwendungen ist der dv/dt-Wert des Umrichterausgangs normalerweise begrenzt, um eine Beschädigung der Isolierung der Motorverdrahtung zu verhindern. Das IGBT7-Design eignet sich speziell für diese Anwendungsanforderung. Der dv/dt-Wert des IGBT7-Moduls ist im Bereich von 5 kV/µs gut regelbar, und die Schaltverluste sind bei diesem dv/dt-Zustand minimal.
