Umrichter 3 Phasen

Blockkommutierung

Das ist nur für Synchronmotoren! Sie entsteht durch Vereinfachung der Sinus-Ansteuerung. Siehe Animation. Man beachte, dass die Ströme erst bei Blockkommutierung nichtsinusförmig werden. Je nach Konstruktion der Polschuhe kann man dabei mehr oder weniger Oberwellen produzieren.

Sinusförmige Ansteuerung

Für die Ansteuerung der 3 Halbbrücken ist zum Erreichen sinusförmiger Ströme eine merkwürdige Kurvenform erforderlich bzw. zweckmäßig. Bezieht man die (für die Spulen uninteressanten) Spannungen auf die Null, d.h. subtrahiert man von allen Spannungen das Minimum, ergeben sich folgende Spannungsverläufe mit „Höckern“:

Ueff = V   R∆ = Ω
Spannungs- und Stromverläufe an einem Drehstrommotor

Animiert wird der Übergang zur unipolaren Speisung, danach das Festhalten an der negativen Spannung, schließlich der Übergang zur Blockkommutierung.

Dabei ist die maximale Amplitude nicht ganz 230 V × 2 × √2, sondern etwas (1/8) weniger. Die mittlere Spannung (Spannung am Sternpunkt, arithmetisches Mittel aller drei Spannungen) ist nicht konstant und muss ggf. berücksichtigt werden.

Gesehen bei Atmel Application Note AVR449, ohne eingehende Erklärung, wie es dazu kommt. Daher genügt eine kurze Sinustabelle für 0..120°, die in 3 Abschnitten auf PWM ausgegeben wird:

  1. 0°..120°: direkt
  2. 120°..240°: rückwärts
  3. 240°..360°: Null

Schaltet man lieber öfter die Low-Side der Halbbrücke, „klebt“ die Spannung bevorzugt „oben“ statt „unten“. Da ein High-Side-Gate-Treiber eher pulsweiten-begrenzt ist als der Low-Side-Gate-Treiber, wird man's vielmehr so belassen wie's ist.
Merke: Der Low-Side-Gate-Treiber ist am invertierten Ausgang anzuschließen! Also wie dort dargestellt.