TRENDS DRIVES & MOTION
TRENDS DRIVES & MOTION „Eingesetzt werden diese zum Beispiel bei Mobilen Anwendungen wie Power Tools, AGV, oder Mobility-Anwendungen. Generell bei Anwendungen mit Akku-/Batteriebetrieb.“ „Kleinspannungen ermöglichen dezentrale Antriebe mit sehr geringem Platzbedarf, da die normgerechten Isolationsabstände deutlich geringer sind als bei Niederspannung.“ Bild: Maxon Karl Schelmbauer, Applikationsingenieur, Maxon Group Bild: Dunkermotoren Stefan Tröndle, Produktmanager DC-Antriebe und Getriebe, Dunkermotoren GmbH Schelmbauer (Maxon): Sie bieten in der Regel eine kompakte Bauweise, geringeren Verkabelungsaufwand, weniger Aufwand beim Engineering (kundenseitig), praktisch ein perfekt abgestimmtes Antriebssystem durch den Hersteller, sowie einfache Anbindung an Bussysteme wie Canopen oder Ethercat bei der Maxon-IDX-Serie. Tröndle (Dunkermotoren): Eine große Rolle, da der Verdrahtungsaufwand und der Platzbedarf für den Schaltschrank minimiert wird. elektro AUTOMATION: Permanentmagneterregte Servoantriebe punkten mit Energieeffizienz, Lebensdauer, Leistungsdichte sowie Überlastfähigkeit. Lassen sich diese Vorteile in die Kleinspannungswelt übertragen? Böhringer (AMK): Im Servobereich spielt es eigentlich keine Rolle, ob eine Wicklung für 12 V DC , 24 V DC , 48 V DC oder 350 V AC erstellt wird, da die verwendeten Materialien wie Magnete, Bleche oder Mechanik oftmals identisch sind und sich nur die Versorgungsspannung und dementsprechend die Wicklung verändert. Natürlich ist es eine Herausforderung, andere Draht-Querschnitte zu wickeln, da die Anschlüsse bei kleineren Spannungen größer werden. Grundsätzlich aber ist dies möglich. Mit höheren Spannungen lassen sich eben einfacher größere Drehzahlen realisieren aber am Ende des Tages ist es eine Sache der Auslegung. Der Antrieb als solches bleibt hocheffizient, überlastbar und verfügt über eine entsprechend hohe Lebensdauer. Mohr (Heidrive): Absolut, ja. Die Herausforderung liegt in der idealen Kombination aus Motor und Elektronik. Bauteile müssen aufeinander abgestimmt sein und Optimierungen in sämtlichen Disziplinen (mechanisch, elektrisch, thermisch) angestrebt werden. Zudem ist eine applikationsausgerichtete Auslegung der Servoantriebe unerlässlich. Nur so lässt sich das Optimum von Bauraum, Kosten und Effizienz erreichen. Wir als Firma Heidrive haben speziell für diesen Bereich unseren Servomotoren-Baukasten um die HeiMotion-Dynamic-Baureihe erweitert. Moosmann (Ebm-Papst): Ein ganz klares Ja. Antriebe mit integrierter Elektronik bieten typischerweise einen beeindruckenden Gesamtwirkungsgrad von über 90 %. Die Lebensdauer wird standardmäßig durch das eingesetzte Lagersystem bestimmt, üblicherweise kann von einer 3- bis 4-fachen Überlastfähigkeit ausgegangen werden. Lediglich bei hoch dynamischen Anwendungen ist die Einsatzfähigkeit im Vergleich zu einem High-End-AC-Servomotor begrenzt. Schelmbauer (Maxon): BLDC-Motoren von Maxon sind permanentmagneterregte Servomotoren und bieten dieselben Vorteile und sogar einiges mehr auf noch kleinerem Bauraum. Als Beispiel kann hier das nicht vorhandene Rastmoment der eisenlosen Maxon-Motor-Serien genannt werden, ein Antrieb ohne Rastmoment ist bei hochgenauen Positionieraufgaben, oder bei Anwendungen die hohe Präzision im Gleichlauf, bei minimaler Geschwindigkeit erfordern unerlässlich. Tröndle (Dunkermotoren): Absolut, bei Dunkermotoren gibt es solche Lösungen im Leistungsbereich von 8 W bis zu Spitzenleistungen von 3,9 kW. Im Durchmesser-Bereich von 22 bis 95 mm werden auch smarte Motoren mit Busanbindung angeboten. Würden wir für unsere Motoren eine Effizienzklasse definieren so läge sie in der Regel bei IEC5, würden also den höchsten Anforderungen genügen. elektro AUTOMATION: Antriebstechnik und Motion Control sind dafür bekannt, Störungen in ihrem Umfeld zu verursachen. Welche Rolle spielt deshalb die EMV-gerechte Auslegung, wie lässt sich eine kompakte Bauweise und Energieeffizienz sicherstellen? Böhringer (AMK): EMV ist immer ein Thema vor allem bei dezentralen beziehungsweise motorintegrierten Reglern. Hier ist aber eher der Antriebsregler gefragt und nicht unbedingt der Motor. Auch hier gilt die Prämisse, dass Geräte unabhängig von der Spannung so auszulegen sind, dass die Applikation funktioniert. Ganz egal, ob 400-V AC - oder 48-V DC -Antrieb. 24 elektro AUTOMATION 05 2020
DRIVES & MOTION TRENDS Ein Plus an Performance: Kleinservoantriebssystem weitergedacht. Mohr (Heidrive): Sowohl Störaussendung als auch Störfestigkeit spielen in der Antriebstechnik eine enorm wichtige Rolle. Es ist bereits bei der ersten Auslegung am PC bis hin zu Messungen in akkreditierten Prüflaboren sicherzustellen, dass die gesetzlichen Grenzwerte eingehalten werden. Es muss verhindert werden, dass durch eine Fremdbeeinflussung in der Signalübertragung des Motion Controllers bzw. anderer Komponenten im Umfeld ein unbestimmter Betriebsfall eintreten kann. Eine EMV-gerechte Auslegung spielt sowohl bei höheren als auch bei kleineren Spannungen eine ausschlaggebende Rolle, die bereits in der Entwicklungsphase von Elektroniken berücksichtiget werden muss. Filtermaßnahmen lassen sich bereits im Vorfeld durch eine geeignete Auswahl von Bauteilen oder durch ein optimiertes Layout beeinflussen bzw. auch deutlich reduzieren. Durch gezielte Architektur der Elektroniken inkl. EMV-Filtertechnik lässt sich eine kompakte Bauweise realisieren. Moosmann (Ebm-Papst): Unsere Kompaktantriebe mit integrierter Elektronik und integriertem Gebersystem bieten dem Anwender gerade diesbezüglich große Vorteile. Aufgrund der Kombination von Motion Control und Antrieb in einem Produkt wird die EMV-gerechte Auslegung bereits in der Produktentwicklung vorgenommen. Diese Gegebenheit erleichtert bei der Maschinenauslegung die Einhaltung der Anforderungen in Bezug auf leitungsgebunde Störaussendung, da am Antrieb im Idealfall nur eine Leitung zur Leistungsversorgung des Antriebs notwendig ist. Sollten in der Zuleitung weitere Themen wie die Versorgung einer integrierten Elektronik oder die Leitungen für digitale I/Os notwendig werden, kann auf am Markt verfügbare Anschlusskabel und -stecker mit verschiedenen Schirmungskonzepten zurückgegriffen werden. Schelmbauer (Maxon): Grundsätzlich können durch richtige Auslegung und Auswahl der Komponenten schon im Vorfeld viele Probleme vermieden werden, hier beraten wir unsere Kunden sehr gern. Die Maxon-Wicklungstechnologien haben generell ein sehr EMV-freundliches Verhalten. Unsere Antriebe mit integrierter Drehzahl- und Positioniersteuerung, wie unsere IDX-Serie, werden von Maxon auf EMV- Verhalten optimiert und durch ein unabhängiges Labor zertifiziert. Maxon als Anbieter von Systemlösungen bietet zudem dem Kunden die Möglichkeit alles aus einer Hand zu beziehen, ob nun kundenspezifisches Komplettsystem oder Kombinationen aus Motor, Getriebe und Ansteuerelektronik, die einzelnen Antriebskomponenten sind optimal aufeinander abzustimmen, auch unter EMV-Gesichtspunkten. Tröndle (Dunkermotoren): Insbesondere durch die Integration der Steuerung lassen sich die Antriebe im Punkt EMV optimal gestalten. Eventuelle Störungen werden durch das Metallgehäuse abgefangen und die Anschlussleitungen können abgeschirmt ausgeführt werden. www.amk-group.com www.dunkermotoren.de www.ebmpapst.com www.heidrive.de www.maxongroup.de Kompaktheit Konnektivität Dynamik Flexibilität Präzision Die nächste Generation unseres industrietauglichen Kleinservoantriebssystems setzt wieder einmal Maßstäbe: + Multi-Ethernet-Schnittstelle für maximale Konnektivität + Um 30 % kompaktere Servoregler + Kompakt-Antriebssystem für die Feldebene + Dezentrale Intelligenz + Miniaturisierter Multiturn Encoder + Optional: Haltebremse, Getriebe, Spindeltrieb u.v.m. Dies eröffnet Ihnen neue Freiheiten bei der Maschinenkonzeption. Details zu Klein- beziehungsweise Niederspannungsantrieben bis 48 V: hier.pro/oASOB INFO elektro AUTOMATION WITTENSTEIN – eins sein mit der Zukunft www.wittenstein-cyber-motor.de cyber motor elektro AUTOMATION 05 2020 25
