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antriebstechnik 11/2020

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antriebstechnik 11/2020

ELEKTROMOTOREN Das

ELEKTROMOTOREN Das kommutierte Phasenverhalten weist darauf hin, dass der Schrittmotor am steilsten Anstieg des Kräfte-Tals betrieben wird, und nicht am Punkt des Äquilibriums 2 000 bis 1 000 000 auflösbare Positionen pro Umdrehung erreichen, abhängig vom eingesetzten Encoder. Ein weiteres Merkmal ist die verbesserte Laufruhe der Drehbewegung. Da ein traditioneller Schrittmotor-Controller die Rotorposition nicht explizit misst und steuert, tendiert der Winkel des Motors zu einem gewissen Schwingungsverhalten, als würde er von externen Kräften beeinflusst. Derselbe Motor kann, wenn er im Stepper Servo Modus betrieben wird, ein genaueres Drehzahl-Tracking erzielen. Mit der Stepper Servo Technik erzeugt der Motor ein geringeres Geräusch als ein Vollschritt- oder Halbschritt-Antrieb, und sogar weniger als ein Mikrostepper. Während er nicht ganz so leise läuft wie ein typischer bürstenloser DC-Motor, beseitigt der Stepper Servo in hohem Maße das Problem der Geräuschentwicklung klassischer Schrittmotoren. EINSETZBAR IN NEUE UND BESTEHENDE KONSTRUKTIONEN Der Stepper Servo kann bei Bedarf problemlos in neue Maschinenkonstruktionen eingegliedert werden. Für existierende Designs, die bereits eine traditionelle inkrementelle Lage-Sollwert- (pulse-and-direction) Schaltung mit Verstärker einsetzen, sind die Optionen weniger günstig. Auf dem Markt sind jetzt auch neue ICs verfügbar, die das Upgrade einer existierenden Schrittmotorsteuerung auf Stepper Servo Betrieb unterstützen können. Diese Produkte arbeiten mit Pulse-and-Direction Eingangssignalen und Encoder, und sie liefern Verstärker-Ausgangssignale, die zu einer vollständig gesteuerten H-Brückensteuerung kompatibel sind. Viele dieser Motion Control ICs eignen sich sogar für die FOC-Stromsteuerung. Mit ICs wie den oben genannten kann man eine „Blackbox“-Funktion als Plug-in zur Umwandlung eines traditionellen Schrittmotorantriebs in einen Stepper Servo einfügen. Das macht das Upgrade eines existierenden Systems einfach, ohne dass man auch die Software zur Profilerzeugung umschreiben muss. Diese ICs werden außerdem meist mit Entwicklungs-Kits und Exerciser Software geliefert. Das erleichtert den Vergleich des alten Systems mit dem neuen Stepper Servo System. Fotos: Performance Motion Devices www.pmdcorp.com DIE IDEE „Der Stepper Servo erlaubt es, einen Standard-Schrittmotor einzusetzen, aber mehr Leistung aus ihm herauszuholen. Das macht ihn zu einem Kandidaten für Applikationen mit schnellen punktweisen (point-topoint) Bewegungsprofilen, zum Beispiel in Textilmaschinen, in der Spulenwicklung und in elektronischen High-Speed Kameras. Außerdem können Ansteuerungen kostengünstig durch einen Schrittmotor betrieben werden, die normalerweise einen bürstenlosen DC-Motor verlangen.“ Chuck Lewin, Gründer und CEO, Performance Motion Devices, Inc. 62 antriebstechnik 2020/11 www.antriebstechnik.de

SMARTE SERVO-ACHSE FÜR MOTION CONTROL Ein Motion-Control-Konzept, das Komplexität reduziert und Funktionen für das IIoT bereitstellt, schafft Vorteile für OEMs und Anwender. Bis zu 20 Prozent schnellere Taktzeiten verspricht Lenzes smarte Servo- Achse. Die hat Lenze als Kraftpaket mit hoher Skalierbarkeit konzipiert. Die Kombination aus Umrichter i950, Planetengetriebe g700 und Synchronmotor m850 deckt hochpräzise Positionieraufgaben ebenso ab wie dynamische Handling- und Montage-Applikationen, Robotik- oder Förderlösungen. Zugleich präsentiert sich der i950 als umfassende Datenquelle für das Industrial Internet of Things (IIoT) und darauf basierender Servicemodelle. Der smarte Inverter macht den Einsatz zusätzlicher Sensoren überflüssig. Die optimierte Kinematik des Umrichters berücksichtigt sowohl die Antriebsachse selbst als auch die dahinterliegende Regelungsstrecke. In der Folge wird der Soll-Wert in kürzerer Zeit wiederhergestellt, die Abweichung vom Normalbetrieb der Servo-Achse ist nur minimal. Das ermöglicht eine hohe Präzision bei der Positionierung, wie sie z. B. in Druckereien benötigt wird. Zugleich kann eine höhere Geschwindigkeit gefahren werden. Über die gesamte Maschine betrachtet, summiert sich dieser Vorteil auf eine um bis zu 20 Prozent höhere Taktrate, so Lenze. www.lenze.com FLACHER AUSSENLÄUFER MIT HOHER DREHZAHL Mit dem DF20 hat Nanotec einen flachen Außenläufermotor mit nur 20 mm Durchmesser im Programm. Er wird mit zwei verschiedenen Wicklungen für 12 und 24 V angeboten und ist mit digitalen Hall-Sensoren für eine einfache Ansteuerung ausgestattet. Der Motor bietet eine Nennleistung von 5 W und eine Nenndrehzahl von 5 200 min -1 . Durch die offene Bauweise ohne Rotorgehäuse wird die Wärme optimal abgeführt, auch bei hohen Drehzahlen. Dank seiner kompakten Form und Flachbandleitung eignet sich der bürstenlose DC-Motor für Anwendungen mit begrenzten Platzverhältnissen, wie z. B. Robotergreifer, medizinische Pumpen oder die Prothetik. Für Testzwecke ist eine Adapterplatine als Zubehör erhältlich. Das Modell ergänzt Nanotecs Produktfamilie der Außenläufer, die Motoren mit 32 und 45 mm Durchmesser umfasst. www.nanotec.de DIE KLEINEN MIT DER GROSSEN KRAFT Bürstenlose Mikromotoren • Lieferbar in Durchmessern von 12 bis 40 mm • Leicht, kompakt und geräuscharm mit geringer Massenträgheit • Leistung bis 400 W auf engstem Raum verfügbar • Kombinierbar mit Encoder und Hochpräzisionsgetrieben • Kein Rastmoment, geringe Drehmomentwelligkeit, hohe Dynamik www.servotecnica.de KOSTENEFFIZIENTE LÖSUNG LANGE LEBENSDAUER HOHE DREHMOMENTDICHTE HOHER WIRKUNGSGRAD

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