24 Top-Entwicklerthemen von ASM bis Zwischenkreis

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FAULHABER Antriebssysteme

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

ISH Ingenieursozietät GmbH

Wenn nun eine SPS mit einem FPGA statt einem Mikrocontroller ausgerüstet wird, erhält man die Möglichkeit, eine große Anzahl von Ereignissen echt parallel und infolge dessen zeitlich sehr schnell und präzise ausführen zu lassen. Damit sind die Voraussetzungen erfüllt, einen oder sogar mehrere Schrittmotoren ohne zusätzlichen Motion-Controller direkt an den digitalen Ausgängen einer derartigen SPS zu betreiben.

An einem Praxisbeispiel wird gezeigt, dass mit einer entsprechenden Entwicklungsumgebung eine solche Anwendung mit der SPS-Programmiersprache „Strukturierter Text“ recht einfach realisiert werden kann.

Wie Antriebselektronik ohne Snubber-Kondensatoren auskommt

Warum gutes Leistungselektronik-Design für elektrische Antriebe keine Snubber-Kondensatoren braucht, erklärt Dr. Martin Schulz (Application Engineering bei Infineon Warstein) am konkreten Beispiel. Denn Halbleiter bestehen nicht nur aus Silizium.

Durch Aufbau- und Verbindungstechnik entstehen parasitäre Komponenten, die das transiente Verhalten der Halbleiter maßgeblich mitbestimmen. Überspannungen bei Schalthandlungen sind eine Folge, ihre Höhe ist unbedingt innerhalb der gegebenen Grenzen zu halten. Häufig kommen hierzu Kondensatoren als bedämpfende Elemente zum Einsatz.

Sogenannte Snubber sind allerdings in der Wirksamkeit begrenzt und bergen weitere Nachteile. Andere Maßnahmen zur Verringerung der Überspannung sollten ausgeschöpft sein, bevor im Extremfall auf zusätzliche Bauteile zurückgegriffen wird.

Motor Control und die Isolationsbarriere

Stetig steigende Betriebsspannungen am Steuersatz des Inverters erfordern neue Komponenten zur Ansteuerung der Leistungsstufe und zur Messung des geschalteten Stroms. Dabei ist der Regelkreis mit hoher Genauigkeit zu schließen, damit der Antrieb einerseits die geforderte Effizienzklasse erfüllt aber auch andererseits Anforderungen die Genauigkeit und Präzision erreicht.

Anhand mehrerer praktischer Beispiele behandelt der Vortrag „Motor Control und die Isolationsbarriere: Herausforderungen an Gate-Treiber und Stromsensorik“ von Stefan Hacker (Motor Control System Specialist bei Analog Devices) die Problemstellung an die Entwickler von Systemen mit unterschiedlichen Betriebsspannungen und Isolationsanforderungen. Er zeigt verschiedene Ansätze auf, wie funktionale und erhöhte Isolationsfestigkeit erreicht werden kann.

Zudem werden die besonderen Anforderungen zum Ansteuern von IGBTs beleuchtet und was zu beachten ist, damit ein sicheres Ein- und Ausschalten der Leistungsstufe erreicht und diese vor Zerstörung geschützt wird. Ebenfalls diskutiert er die erreichbare Effizienz speziell bei steigenden Schaltfrequenzen und minimierten Totzeiten sowie die Auswirkung auf die Genauigkeit im System. Um die Stromregelschleife zu schließen wird schließlich auf verschiedene Ansätze zur Sensorik eingegangen und ein Ausblick auf die kommende internationale Normung neuer Isolatoren geboten.

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