Die nachfolgende Abbildung zeigt die einzelnen Module des Systems:
Die Aufgaben der Module lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Gleichrichtermodul
Das Gleichrichtermodul stellt die Schnittstelle zum Energieversorgungsnetz dar. Bei dem im Projekt
realisierten Frequenzumrichter handelt es sich um einen Wechselrichter mit Spannungszwischenkreis. Die
Wechselspannung aus dem Netz wird vom Gleichrichtermodul gleichgerichtet. Zur Begrenzung des Stromes beim
Einschalten (Schütz K1) werden die Kondensatoren des Zwischenkreises über einen Ladewiderstand geladen, der
zeitgesteuert über das Schütz K2 überbrückt wird. Das Schütz K3 gewährleistet eine gefahrlose Entladung des
Zwischenkreises über den Bremswiderstand RB im spannungslosen Zustand.
Kondensatorbatterie
Zur Energiespeicherung steht eine Kondensatorbatterie zur Verfügung. Durch zusätzliche
Kondensatorbatterien können Experimente mit unterschiedlicher Zwischenkreiskapazität durchgeführt werden.
Bremssteller
Voraussetzung für eine hohe Dynamik bei Positionierungsaufgaben ist nicht nur eine große Beschleunigung.
Der Antrieb muß gleichermaßen in der Lage sein, die bereits beschleunigten Massen abzubremsen. Die elektrische
Maschine arbeit in diesem Fall generatorisch; die Spannung im Zwischenkreis steigt an. Da nur ein kleiner Teil
der Energie im Zwischenkreis gespeichert werden kann, muß die übrige Energie in Wärmeenergie umgesetzt werden.
Der Bremsteller beinhaltet hierfür die erforderliche Leistungs- und Regelungselektronik.
Wechselrichter
Der Wechselrichter ist das Kernstück des Systems. Durch geschickte Ansteuerung der sechs IGBTs kann für die
Maschine eine Spannung mit einstellbarer Amplitude und Frequenz erzeugt werden. Das Wechselrichtermodul beinhaltet die
Leistungselektronik sowie die Meßelektronik zur Messung der Strangströme und der Zwischenkreisspannung.
Resolver- Encodermodul
Für anspruchsvolle Aufgaben der Servoantriebstechnik ist es erforderlich, die aktuelle Lage des Rotors relativ
zum Ständer zu messen (Feldorientierte Regelung). Am Markt werden unterschiedliche Messgeräte zur Messung der Lage
angeboten. Die gebräuchlichsten Systeme sind Encoder, die auf einem optischen, und Resolver, die auf einem magnetischen
Verfahren beruhen. Das Resolver- Encodermodul realisert die Signalaufbereitung der Resolver- und Encodersignale.
