Antriebsmechanismus für Hochspannungsschalter

Hauptvorteile von Motortreibern

Motortreiber bieten mehrere bedeutende Vorteile:

• Eliminierung verschleißbehafteter Komponenten: Reduziert die Wartungsbedarf und verlängert die Lebensdauer der Ausrüstung.

• Reduktion der Betriebskräfte: Senkt den physischen Aufwand, um Maschinen zu bedienen.

• Substanzielle Reduzierung der Lärmmengen: Verbessert den Betriebkomfort und reduziert Lärmverschmutzung.

• Erhöhte Zuverlässigkeit: Verbessert die Systemstabilität und reduziert Stillstandszeiten.

Komponenten eines Motortreibers

Der Motortreiber besteht hauptsächlich aus:

• AC/DC-Stromversorgung: Wandelt elektrische Energie in eine Form um, die zum Antrieb des Motors geeignet ist.

• Energiespeicher-Kondensatoren: Funktionieren als Energiespeichereinheiten, um große Transientströme während des Betriebs bereitzustellen und den Einfluss auf die Stromversorgung zu minimieren.

• Wandler: Bestehen aus Intelligenten Leistungsmodulen (IPMs), die elektrische Energie in die für den Motor geeignete Form umwandeln.

• Steuergerät: Verwaltet den Gesamtbetrieb des Antriebssystems.

• Motor: Meist ein Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) für Anwendungen, die eine schnelle Drehmomentreaktion und hohe Leistung erfordern.

Kernfunktionen und Sensoren

• Energiespeicher-Kondensatoren: Diese Kondensatoren speichern Energie, um den hohen Transientstrombedarf während des Betriebs von Schaltgeräten (CB) zu decken und den Belastung der Stromversorgung zu reduzieren.

• Wandler: Nutzt IPMs für effiziente und zuverlässige Energieumwandlung.

• Hall-Sensoren: Messen den Statorstrom, um die Motormeßdaten zu überwachen und präzise Steuerung sicherzustellen.

• Optischer Encoder: Installiert auf der Motorwelle, misst er die Motordrehzahl und die Rotorposition und liefert kritische Rückmeldung für Steueralgorithmen.

Vektorsteuerungsmethode für PMSM

Die Vektorsteuerungsmethode wird angewendet, um das PMSM effektiv zu steuern:

• Grundkonzept: Zerlegt den Statorstrom in zwei Komponenten:

• Magnetfeld-erzeugende Komponente: Steuert die Stärke des Magnetfeldes.

• Drehmoment-erzeugende Komponente: Steuert die Drehmomentausgabe.

• Getrennte Steuerung: Durch die getrennte Behandlung dieser Komponenten kann der Motor ähnlich wie eine Gleichstrommaschine gesteuert werden, was eine präzise Drehzahl- und Drehmomentregelung ermöglicht.

Drehzahl- und Drehmomentsteuerung

In PMSM-Systemen werden Drehzahl und Drehmoment unabhängig voneinander gesteuert:

• Drehzahlsteuerung: Passt die Drehzahl des Motors an die Anforderungen der Anwendung an.

• Drehmomentsteuerung: Managt die Kraft, die vom Motor ausgeübt wird, um gewünschte Leistungsniveaus zu erreichen.

Fazit

Motortreiber, insbesondere solche, die PMSM mit fortschrittlichen Vektorsteuerungsmethoden verwenden, bieten verbesserte Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz. Die Integration von Energiespeicher-Kondensatoren, intelligenten Wandlern und präzisen Sensoren sorgt für einen reibungslosen und zuverlässigen Betrieb, was sie ideal für eine Vielzahl von industriellen und kommerziellen Anwendungen macht.