KEM Konstruktion 11.2016

MESSE
SPS IPC DRIVES
Wendiger, geländegängiger
Bergsteiger: der kettengetriebene
Geräteträger Mattro Bock
Der PMS 120 mit nur 230 mm Durchmesser
bei 160 mm Länge leistet zwischen
2,2 bis 7,7 kW
Bild: Mattro Production GmbH
Bild: Heinzmann
Dezentrale Antriebe nicht nur für die Elektromobilität
Motoren für den mobilen Einsatz
Kompakte Elektroantriebe bieten heute große Drehmomente und hohe Wirkungsgrade bei geringem
Gewicht. Bis vor einigen Jahren konnte man von solchen Werten nur träumen. Ein Beispiel dafür sind
Synchron-Scheibenläufermotoren, die neben hohen Leistungsdichten auch mit guten Wirkungsgraden
überzeugen. Dies eröffnet besonders in mobilen Anwendungen neue Möglichkeiten. Aber auch im stationären
Einsatz profitieren Anwender vom geringeren Energieverbrauch und reduzierten Platzbedarf.
Arbeitsgeräte für den mobilen Einsatz stellen vielfältige Anforderungen
an den Antrieb. Maßgeschneiderte Motorenkonzepte
bieten dabei beste Voraussetzungen für zuverlässigen Betrieb und
lange Batterielaufzeiten. Ein gutes Beispiel für den heutigen Stand
der mobilen Antriebstechnik zeigt Heinzmann auf der SPS IPC
Drives. Der Hersteller setzt für die Elektromobilität auf Radnabenantriebe.
Je nach Kundenwunsch werden dazu neben Motor auch Umrichter,
Encoder, Bremse und bei Bedarf auch notwendige Getriebe
anwendungsspezifisch ausgewählt und möglichst einbaufertig bereitgestellt.
Der Anwender kann sich so ganz seiner Hauptkompetenz
widmen ohne auf maßgeschneiderte Antriebe verzichten zu
müssen. Um praxisgerecht Lösungen für viele Anwendungen zu liefern,
reicht die Bandbreite der Motoren von 250 W bis 25 kW. Je
nach Anforderung sind sie luft- oder flüssigkeitsgekühlt und als DC-
Bürstenmotor oder elektronisch kommutierter Synchronmotor ausgelegt.
Kompakte Abmessungen bei hohem Wirkungsgrad
Gerade bei Antrieben für die Elektromobilität kommt es auf möglichst
kompakte Abmessungen bei hohem Wirkungsgrad und gutem
dynamischen Laufverhalten an. Hier eignen sich doppelwirken-
de Scheibenläufermotoren besonders gut. Durch die beidseitige
Spulenanordnung weisen sie eine sehr hohe Leistungsdichte auf.
Aus dem konstruktionsbedingt großen Rotordurchmesser folgt ein
hohes Drehmoment. Der patentierte Aufbau, unter anderem mit
freitragenden Permanent-Magneten, reduziert Trägheits- und Rastmoment.
Das macht die Motoren zur ersten Wahl für dynamische
Antriebslösungen. Die Motoren bieten, als Synchronmaschinen aufgebaut,
einen breiten, sehr gut regelbaren Drehzahl- und Leistungsbereich.
Bei mobilem Betrieb mit Akkus garantiert der hohe Wirkungsgrad
eine lange Laufzeit. Je nach eingesetztem Umrichter ist
auch ein 4-Quadrantenbetrieb mit Rückspeisung möglich, was die
Reichweite bzw. Einsatzdauer weiter begünstigt.
Wie gut dieses Scheibenläufer-Konzept in der Praxis aufgeht, zeigt
ein auf der SPS IPC Drives ausgestelltes Kundenfahrzeug, der Geräteträger
Mattro Bock. Die fahrbare, als Kettenfahrzeug konzipierte
Geräteplattform wird über zwei PMS-120-Motoren angetrieben und
kann eine anwenderspezifische Nutzlast von bis zu 500 kg durch unwegsames
Gelände transportieren. Jeder Motor hat einen Durchmesser
von nur 230 mm, ist inklusive 42 mm Wellenstummel nur
160 mm lang und leistet je nach Ausführung 2,2 bis 7,7 kW bei bis zu
45 Nm Spitzendrehmoment und 96 VDC Versorgungsspannung. Die
58 K|E|M Konstruktion 11 2016