Mehrphasenmotoren
23. Juli 2018|
Ansicht:1252Eine weniger verbreitete Klasse von Permanentmagnet- oder Hybrid-Schrittmotoren ist so verdrahtet, dass alle Wicklungen des Motors in zyklischer Reihenschaltung angeordnet sind, mit einem Abgriff zwischen jedem Wicklungspaar im Zyklus, oder dass nur ein Ende jeder Motorwicklung freiliegt, während die anderen Enden jeder Wicklung mit einer unzugänglichen internen Verbindung verbunden sind. Bei Drehstrommotoren werden diese Konfigurationen als Dreieck- und Sternschaltung bezeichnet, sie werden aber auch bei Fünfphasenmotoren verwendet, wie in Abbildung 1.5 dargestellt. Bei einigen Mehrphasenmotoren sind alle Enden aller Motorwicklungen freigelegt, sodass der Benutzer zwischen Dreieck- und Sternschaltung wählen oder alternativ jede Wicklung unabhängig ansteuern kann.
Die Steuerung eines dieser Mehrphasenmotoren in Dreieck- oder Sternschaltung erfordert für jeden Motoranschluss eine halbe H-Brücke. Bemerkenswert ist, dass Fünfphasenmotoren bei gleicher Baugröße ein höheres Drehmoment liefern können, da alle oder alle bis auf eine Motorwicklungen zu jedem Zeitpunkt des Antriebszyklus bestromt werden. Einige Fünfphasenmotoren haben eine hohe Auflösung von etwa 0,72 Grad pro Schritt (500 Schritte pro Umdrehung).
Viele Kfz-Lichtmaschinen basieren auf einer dreiphasigen Hybridgeometrie mit entweder einem Permanentmagnetrotor oder einem Elektromagnetrotor, der über ein Paar Schleifringe angetrieben wird. Diese wurden erfolgreich als Schrittmotoren in einigen Hochleistungsindustrieanwendungen eingesetzt; Schrittwinkel von 10 Grad pro Schritt wurden berichtet.
Bei einem 5-Phasen-Motor gibt es im Schrittzyklus 10 Schritte pro Wiederholung, wie unten gezeigt:
Terminal 1 ++-----++++++-----++
Terminal 2 --++++++-----++++++---
Terminal 3 +-----++++++-----++++
Terminal 4 ++++++-----++++++-----
Terminal 5 ----++++++-----++++++-
Zeit --->
Bei einem Dreiphasenmotor gibt es im Schrittzyklus 6 Schritte pro Wiederholung, wie unten gezeigt:
Klemme 1 +++---+++---
Terminal 2 --+++---+++-
Klemme 3 +---+++---++
Zeit --->
Hier, wie im bipolaren Fall, ist jeder Anschluss entweder mit dem Plus- oder Minuspol des Motorstromsystems verbunden. Beachten Sie, dass bei jedem Schritt nur ein Anschluss die Polarität ändert. Dieser Wechsel unterbricht die Stromversorgung einer an diesem Anschluss angeschlossenen Wicklung (da beide Anschlüsse der betreffenden Wicklung die gleiche Polarität haben) und versorgt eine zuvor inaktive Wicklung mit Strom. Angesichts der in Abbildung 1.5 dargestellten Motorgeometrie führt diese Steuersequenz den Motor zwei Umdrehungen lang aus.
Um einen 5-Phasen-Motor von anderen Motoren mit 5 Anschlüssen zu unterscheiden, beachten Sie, dass, wenn der Widerstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anschlüssen des 5-Phasen-Motors R ist, der Widerstand zwischen nicht aufeinanderfolgenden Anschlüssen 1,5R beträgt.
Beachten Sie, dass manche Fünfphasenmotoren fünf separate Motorwicklungen mit insgesamt zehn Anschlüssen haben. Diese können in der oben gezeigten Sternkonfiguration mit fünf Halbbrückentreiberschaltungen verbunden werden, oder jede Wicklung kann von einer eigenen Vollbrücke angesteuert werden. Obwohl der theoretische Komponentenbedarf von Halbbrückentreibern geringer ist, kann die Verfügbarkeit integrierter Vollbrückenchips letzteren Ansatz vorziehen.









