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TECHNIK LEISTUNGSELEKTRONIK
Bild 3.
Das Atmel-Evaluation-Board mit dem optional
erhältlichen Asynchronmotor.
Beispiel V und W. Diese Vertauschung lässt sich leicht in
der Steuersoftware des Umrichters realisieren.
Nicht nur Sinus
Bei der elektronischen Asynchron-Motorsteuerung lässt
sich durch eine nicht ganz sinusförmige Kurvenform die
Motorleistung erhöhen. Dafür verwendet man ein Sinussignal
in Kombination mit der 3. Harmonischen. Beträgt
die Amplitude der 3. Harmonischen 1/6 der des Grundtons,
erhält man ein etwas „rechteckigeres“ Signal (Bild
2). Der Vorteil liegt in dem – bezogen auf den Scheitelwert
– höheren Effektivwert dieser Spannung, was bei
gleicher maximaler Spannung an den Motorwicklungen
eine etwas höhere Leistung erlaubt.
Learning by doing
Grau ist alle Theorie, und Datenblätter und Application
notes bieten zwar viele Informationen, können aber eigene
praktische Erfahrungen nicht ersetzen. Das wissen
Halbleiterhersteller
wie Fairchild
und Atmel
natürlich
auch, und so
ist es kein Zufall,
dass es
als Anwendungs-
und
Entwicklungshilfe
ein sehr
passendes
Entwicklungs-
Board mit
einem AVR-
Controller für
die Steuerung
und einem Smart-
Power-Modul als Leistungsstufe gibt.
Das Board ist Hauptbestandteil des
Evaluation Kits ATAVRMC200 [2] von
Atmel.
Jedes Entwicklungsboard wird mit Software
und einem genauen Anschlussplan ausgeliefert,
der beschreibt, welche Anschlüsse wo vorgenommen
werden müssen, um Netzspannung,
Motor und PC zu verbinden. Das Evaluation
Board kann an Netzspannungen von 110 bis
230 V bei einer Frequenz von 50 bis 60Hz
betrieben werden. Die Steuerung übernimmt
der Mikrocontroller AT90PWM3, der von Atmel
speziell für 3-phasige Inverter-Applikationen
entwickelt wurde [3]. Da der Controller
auf dem Board bereits eine Firmware enthält
und für die direkte Bedienung ein Potentiometer
und drei Taster, kann man das Board auch ohne PC und
Programmierung direkt für eine Motorsteuerung in Betrieb
nehmen. Die drei Wicklungen eines Asynchronmotors
(maximal 370 W) und die Netzspannung anschließen,
und schon kann man die Drehzahl mit dem Poti auf der
Platine einstellen.
Ein zum Evaluation-Kit passender Motor ist bei Atmel optional
erhältlich (Bild 3).
Modular durch SPM
Tabelle. Pin- und funktionskompatible SPM für verschiedene Leistungsbereiche
Smart Power Modul
(SPM)
SPM-Frequenz max.
[kHz]
I C bei T C = 100 °C
[A]
Das Board ist für die Verwendung von Fairchild-SPM-
Modulen im DIP-Gehäuse ausgelegt. Geliefert wird das
Board mit einem 10-A-Modul vom Typ FSAM10SH60,
womit die maximale Ausgangs-Leistung 370 W beträgt.
Im Prinzip lässt sich auch jedes andere SPM im pinkompatiblen
DIP-Gehäuse einsetzen, um höhere Leistungen zu
erzielen. In der Tabelle sind vier Typen aufgeführt, die
sich nur im Strom und damit in der maximal möglichen
Leistung unterscheiden. Ansonsten sind sie identisch,
alle haben einen eingebauten Thermistor (NTC) sowie
Motorleistung max.
[kW]
Motorspannung
[V]
FSAM10SH60A 15 10 0,4 220
FSAM15SH60A 15 15 0,75 220
FSAM20SH60A 15 20 1,5 220
FSAM30SH60A 15 30 2,2 220
44 elektor - 5/2007