Fahren Sie einen 3-Phasen-Induktionsmotor nur mit Gleichstrom (nicht PWM) durch jede Phase

Ich habe recherchiert, einen Treiber für einen 3-Phasen-Induktionsmotor herzustellen, der von einer Gleichstromquelle mit PWM betrieben wird, um Sinuswellen in jeder Phase anzunähern.

Die Schaltgeschwindigkeiten des PWM-Signals für die gewünschte Drehzahl sind jedoch mit Hobby-Mikrocontroller-Boards wie dem Arduino schwer zu erreichen.

Kann ich den Gleichstrom nur zweimal pro Zyklus zur richtigen Zeit direkt durch jede Phase schalten? Im Wesentlichen würde ich eine Sinuswelle mit nur 2 verschiedenen Spannungen durch die Spulen annähern, dh: +V und -V (hier unter Verwendung einer H-Brückenschaltung)

Wird dies ein ausreichendes rotierendes Magnetfeld erzeugen, damit ausreichend Strom im Rotorkäfig induziert wird?

Wie hoch sind die Leistungs-/Effizienzverluste für dieses System oder andere Nachteile für dieses System?

Der Bonus ist eine stark vereinfachte Antriebselektronik.

Treiben Sie nach Ihrer Beschreibung die Spulen dann nicht mit einer Rechteckwelle mit einer Periode an, die dem Zyklus entspricht? Wie ist ein +V / -V-Signal eine Annäherung an eine Sinuswelle - ansonsten ist jede Rechteckwelle auf rein hypothetischer Ebene eine Sinuswelle mit massivem Clipping.
Richtig. Ja, das ist eine grobe Annäherung an eine Sinuswelle unter Verwendung einer Rechteckwelle. Das ist, was ich frage - reicht das aus, um den Motor zu betreiben? Würde es einen Unterschied machen, wenn ich statt nur zwei vielleicht 4 Werte verwende und damit weitere 4 Punkte zur Annäherung hinzufüge?
Ich bin in einer ähnlichen Situation und recherchiere derzeit auch PW auf AVR. Nach dem, was ich gesehen habe, wäre es schwierig, eine reibungslose und zuverlässige Drehung eines Motors mit nur ein- und auszuschalten. Auch die Schaltung wird mit PWM nicht viel komplexer, nur die Programmierung wird einfacher. In jedem Fall würden 3 Transistorpaare benötigt, um jede Verbindung richtig zu steuern. Interessante Anwendungshinweise wären auch AVR443, AVR444, AVR493, AVR494 und AVR495. Sie haben einige Beispiele zur Steuerung von Motoren.
Ja - mein Problem ist die PWM-Frequenz des Arduino - es reicht nur aus, um mir ungefähr 8 Annäherungspunkte pro Zyklus zu geben. Ich möchte wissen, ob das funktionieren wird, und ich bin auch neugierig auf die theoretische Grenze - wird eine Rechteckwelle funktionieren?
@bobjandal Nach welcher PWM-Frequenz würden Sie suchen? Ich kann 1 MHz PWM ziemlich zuverlässig von meinem Arduino bekommen.

Antworten (3)

Ja, es ist möglich, Rechteckwellen anstelle von Sinuswellen zu verwenden. Wie Sie vermutet haben, wird es weniger effizient sein. Stellen Sie es sich im Frequenzraum vor. Die Grundkomponente der Rechteckwelle erledigt die ganze Arbeit. Die verbleibenden Oberschwingungen erhitzen den Motor, ohne nützliches Drehmoment hinzuzufügen, werden mechanische Spannungen hinzufügen und können mehr hörbare Geräusche verursachen.

Sie sagen, Sie können eine PWM-Frequenz nicht schnell genug bekommen, um eine vernünftige Sinuswelle zu erzeugen, aber das ist schwer zu glauben. Sicherlich kann der AVR 25 kHz oder so PWM machen? Ich habe das einige Male mit Microchip-PICs gemacht, von denen einige sogar ein spezielles PWM-Modul haben, das für diese Anwendung vorgesehen ist.

nur diese ungeraden Harmonischen. Das wird eine schicke Funktion.
@sandun: Hä? Dein Kommentar ergibt keinen Sinn. Nur die ungeraden Harmonischen was ? Was wird eine ausgefallene Funktion sein?
Vielleicht denke ich, dass ich das als separates Thema fragen muss.

Wenn Sie den Gleichstrom über 3 Halbbrücken schalten, funktioniert dies einwandfrei. Das Drehmoment wird bei niedrigen Geschwindigkeiten und Wellenformen ziemlich unangenehm sein, aber es wird funktionieren.

Beachten Sie, dass das schnelle Abschalten des Stroms zu einer induktiven Last (z. B. Motor) eine gute Möglichkeit ist, sehr hohe Spannungen zu erzeugen. Achten Sie daher auf Schutzdioden. NICHT 1N4001s (VIEL zu langsam), sondern Hochgeschwindigkeitsschalten, Hochstromdioden von jedem Motoranschluss zu beiden Versorgungsschienen und Überspannungsschutz auf den Schienen ...

[Bearbeiten...] Das Problem mit PWM ist nicht die PWM-Frequenz, sondern die Anzahl der Male, die Sie pro Umdrehung ändern müssen ...

Da Sie es mit Software steuern, hindert Sie nichts daran, PWM bei niedriger Geschwindigkeit zu verwenden und bei hoher Geschwindigkeit auf Direktantrieb (Rechteckwelle) umzuschalten.

Möglicherweise ziehen Sie ein einfaches 3-Phasen-Wechselstrom-Wechselrichterdesign oder eine leistungsstarke Elektronik mit variabler Frequenz (VFD) und hohem Drehmoment in Betracht . Ihre Wahl hängt von detaillierten Spezifikationen ab, einschließlich Drehmoment vs. Geschwindigkeit und Budget. In beiden Fällen wäre eine Rechteckwelle nicht wünschenswert, da die Wirbelstromverluste zu hoch wären, so dass ein niederohmiger Antrieb mit mehreren Pegeln erforderlich ist, um sich der Sinuswelle anzunähern.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Gibt es vfd, das mit Gleichstrom betrieben werden kann? Alle, die ich bei aliexpress gefunden habe, arbeiten mit Netzstrom, dh 50-60 Hz
Fahren Sie einen 3-Phasen-Induktionsmotor nur mit Gleichstrom (nicht PWM) durch jede Phase
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