Frequenzumrichter und Servoregler - Schlüsselbaugruppen der Leistungselektronik
Servoantriebsregler und Frequenzumrichter sind mit die wichtigsten Baugruppen der modernen Antriebs- und Energietechnik. Die Schlüsselbaugruppen der Leistungselektronik sind ebenso, wie moderne Regelverfahren auf Microcontrollern, auch elementare Bestandteile von PV-Anlagen, Windkraftanlagen und moderner Antriebstechnik in der Elektromobilität. Sie ermöglichen den energieeffizienten und dynamischen Betrieb dieser elektrischen Antriebe und Energiewandler.Neben den grundlegenden Regelungsfunktionen sind häufig Optionen wie SPS, Positionierung, Synchronisation und CAM-Interpolation integriert. Die Kommunikation zur überlagerten Steuerung erfolgt über Feldbusprotokolle Bezogen auf die Leistungs- und Regelungshardware sind Umrichter zum Betrieb von Synchronmotoren mit elektronischer Kommutierung (Servoantriebsregler) und Umrichter zum hochwertigen Betrieb von Asynchronmotoren (Vektorregler) weitgehend vergleichbar.Wie bei kaum einem anderen Gerät sind robuste Leistungselektronik, sensible Sensorik und leistungsfähige Digitaltechnik auf engstem Raum komprimiert. Daraus resultieren besondere und hohe Anforderungen an das Gerätedesign und an die Produktqualifikation. Der Workshop vermittelt praxisnahes Wissen zu Struktur und Hardware-Aufbau der Leistungs- und Steuerungselektronik für die elektrische Antriebstechnik in der Automatisierungstechnik im kleinen und mittleren Leistungsbereich. Hintergrundwissen zu Verfahren, zur Bauteileauslegung, zum thermischen Verhalten, zur Gestaltung der Leiterplatte, zu EMV-Aspekten, Isolationskonzepten, diverser Normen, Störeffekten, Messmethoden etc. werden anschaulich und nachvollziehbar dargestellt. Dabei steht die Vermittlung einfacher Designmethoden und praktischer Erfahrungen mit griffigen Tipps im Vordergrund. Die Schwerpunkte des Workshops liegen bei Hardwareentwicklung, Konstruktion und Anwendung.
Dienstag, 11. und Mittwoch, 12. November 20259.00 bis 12.15 und 13.15 bis 16.30 Uhr1. Systemübersicht und Überblick über Gerätefamilien, deren Anforderungen und FunktionsschwerpunkteSystemübersichtEnergiewandlungBlockschaltbild Umrichter / ServoantriebsreglerAnwendungsfelder / Anforderungsprofile für Antriebsaufgaben in der Automatisierungstechnik, der Elektromobilität und von Photovoltaik – Wechselrichtern2. Motortypen und Regelung – Feldorientierte Regelung einer SynchronmaschineMotortypen und ArbeitsweiseEnergiewandlung elektrisch (Strom, Spannung) – mechanisch (Drehmoment und Drehzahl)Motorregelung – rotororientierte Regelung einer PM-SynchronmaschineStellgrößenausgabe über PWM-ModulationPWM-Methoden, Bewertung, Auslegung, Effekte3. Grundlagen, Blockschaltbild, Basisfunktionen, BegriffeSteuerelektronik – Basiskomponenten / ArchitekturenInterrupt-StrukturRegel-ZykluszeitenControllerauswahl4. Feedbacksysteme und KommutierungResolver und ResolverkonvertierungInkrementalgeberSin/Cos-Geber, HiperfaceSSI – Schnittstelle, EnDatMethoden, KonvertierungBewertungEffekte5. StrommessungKennwerteMethodenBewertungAuslegungEffekte6. Wechselrichter / EndstufeIGBT – LeistungsmoduleBesonderheitenAuswahl und AuslegungsbeispielVerlustleistung und KühlsystemSchutz gegen KurzschlussIGBT – TreiberschaltungenZwischenkreiskapazitäten7. Netz-Einspeisung und Spannungs-ZwischenkreisGleichrichtung der Netzspannung 1-phasige / 3-phasige SpeisungZwischenkreiskapazitätenAuswahl und AuslegungsbeispielDC-Speisung / DC-Kopplung8. Regenerativer Betrieb der Antriebe / BremsenergieBestimmung der anfallenden Bremsleistung / Brems-Energie Brems-Chopper und AnsteuerungBerechnungBremswiderständeVariantenEffekteZwischenkreiskopplungAktive Rückspeisung9. In Kurzform: Interne Versorgungsspannungen, TaktnetzteilMethodenAuslegungEffekte10. Elektrische SicherheitNormen für drehzahlveränderliche AntriebeIsolationskonzepteIsolationskoordinationBestimmung der Luft und KriechstreckenTests zur elektrischen Sicherheit – Überblick11. Leiterplatten- und GerätedesignIsolationsabständeStrombelastung von LeiterbahnenAufbau- und GehäusekonzepteIsolationsabstände auf Leiterplatten12. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) EMV – Konzept (Immunität) auf LeiterplattenErdung, AbleitströmeEMV-Filter – Bauteile und AufbauEMV-Messung – Beispiel: Bewertung leitungsgebundener Emissionen13. In Kurzform: Funktionale Sicherheit in ServoantriebenRisikoanalyse / RisikominderungSicherheits-(Teil)-Funktionen im ServoantriebsreglerBeispiel STO (Safe Torque Off)Beispiel sichere Bewegungsüberwachung
| Veranstaltungs-Code | FB24-518945-60422393 |
