2 Einführung in Elektromotorantriebe

Ein elektrisches Motorantriebssystem, wie gezeigt in Abbildung 1, bezieht Strom aus dem Wechselstromnetz, richtet diesen in Gleichspannung um und invertiert den Gleichstrom mit variabler Größe und Frequenz, basierend auf dem Lastbedarf durch komplexe Regelalgorithmen für Rückkopplungsregelung, zurück in Wechselstrom.

Ein Motorantriebssystem besitzt typischerweise zwei Spannungsbereiche: Den Hochspannungsbereich und den Niederspannungsbereich. Der Mikrocontroller oder digitale Signalprozessor, der sich typischerweise im Niederspannungsbereich befindet, empfängt Rückkopplungssignale (Spannung, Strom, Temperatur usw.) von der dreiphasigen IGBT-Leistungsstufe und erzeugt pulsweitenmodulierte Signale zur Steuerung der Leistungsschalttransistoren und anderer Highside-Leistungsschaltungen. Solche Systeme erfordern eine robuste und zuverlässige galvanische Trennung, um Hochspannungsschaltungen von Niederspannungsschaltungen zu isolieren. Eine Isolierungsarchitektur ermöglicht den zuverlässigen Betrieb von Motorantriebssystemen. Sie verhindert Schäden an teuren Schaltkreisen, indem sie die Masseschleifen zwischen den hoch- und Niederspannungsschaltkreisen unterbricht und zum Schutz des Bedienpersonals vor hohen Spannungen beiträgt.