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antriebstechnik 12/2019

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STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN KOMPAKTES ANSTEUERMODUL ELEKTROMAGNETISCHE BREMSEN HOCH PERFORMANT ANSTEUERN Kompakte Bauformen und elektrische Antriebe mit hoher Leistungsdichte – ein unumkehrbarer Trend. Bei der Integration von elektronischen Baugruppen kommen die kompakten Antriebe „wärmetechnisch“ allerdings an ihre Grenzen. So bei Applikationen in einem Robotergelenk, wo Leistungselektronik, Antrieb, Getriebe, Sensorik und Bremse hochintegriert sind. Martin von Wysocki ist in der Elektronik-Entwicklung tätig und Dominik Hettich ist Head of R&D, beide bei der Kendrion (Villingen) GmbH in Villingen-Schwenningen Hierbei bieten kompakt ausgelegte Ansteuermodule für elektromagnetische Bremsen, die den Haltestrom absenken, eine praxisgerechte Lösung. Sie reduzieren den Energiebedarf und folglich auch die Wärmeentwicklung. So sind elektromagnetische, bei Ruhestrom gelüftete Bremsen ideale Sicherheitsbremsen, wenn es gilt bewegte Massen oder Lasten im Stillstand zu halten. Bei Stromausfall oder Versagen der Energieversorgung, etwa durch Leitungsbruch, wird das System sicher gestoppt. Ihre Funktionsweise basiert prinzipiell auf einfachen physikalischen Zusammenhängen. Im energielosen Zustand ist die Bremse geschlossen. Fließt Strom durch die Spule, baut sich ein Magnetfeld auf, das die Ankerscheibe anzieht und so den Rotor freigibt. Das heißt im Umkehrschluss: Wird nicht gebremst, dann verbraucht die Bremse Energie und erzeugt Wärme. Diese Wärmeentwicklung ist kritisch, sofern die Leistungsdichte im Vordergrund steht oder auch temperaturempfindliche Elektronik im Antrieb integriert werden soll. Je kompakter der Bauraum ist, desto mehr verschärft sich die Problematik. Daher sollten die Komponenten im Antrieb möglichst wenig Wärme erzeugen. WENIGER WÄRME, MEHR LEISTUNG UND OPTIMIERTE SCHALTZEIT Der Bremsenspezialist Kendrion hat, entsprechend dieser Anforderungen, speziell für elektromagnetische Aktoren die Ansteuermodule der „Slim Collection“ entwickelt. Sie sind als PWM-Modul für Servomotoren sowie als Übererregungs-, Brücken- oder Ein­ 18 antriebstechnik 2019/12 www.antriebstechnik.de

STEUERN UND AUTOMATISIEREN weggleichrichter für Asynchronmotoren im Angebot und eignen sich für Bremsen bis ca. 225 W Halte- bzw. 450 W Schaltleistung. Zum schnellen und kraftvollen Einschalten steht zeitbegrenzt die volle Schaltspannung bereit, was die Öffnungszeit verkürzt. Danach schaltet die Elektronik Microcontroller-gesteuert auf einen variablen Wert herunter. Das Absenken der Haltespannung durch die neuen Ansteuermodule resultiert in einer Energieeinsparung bis 75 % im Normalbetrieb des Motors. Folglich entspannt sich der Wärmehaushalt des gesamten Antriebs signifikant. Ein integrierter Spannungssensor veranlasst beim Abschalten oder Ausfall der Eingangsspannung, dass die elektronische Ausgangsspannung abgeschaltet wird. Die Bremse schaltet dadurch schneller, fällt ein und bringt mit reduziertem Nachlaufweg die Applikation sicher zum Stillstand. Gleichzeitig werden durch induktive Lasten entstehende hohe Abschaltspannungen im Modul auf zulässige Werte begrenzt. Um beim PWM-Modul ein sauberes Signal im Dauerbetrieb zu erhalten, ist eine Freilaufdiode über der Bremse notwendig. Beim Abschalten der Stromzufuhr wird auf einen Varistor umgeschaltet. Dies ermöglicht im Vergleich zu konventionellen Lösungen deutlich schnellere Schließzeiten. 01 INNOVATIVE FERTIGUNGSTECHNOLOGIE Hinzu kommen weitere Eigenschaften, die dem Anwender einen Mehrwert liefern. Die Ansteuermodule beanspruchen bspw. deutlich 02 01 Ansteuermodul für Bremsen in AC- und DC-Motoren 02 Innovative Fertigungstechnologien als Grundlage für kompakte Bauform und Leistungsfähigkeit IMPRESSUM erscheint 2019 im 58. Jahrgang, ISSN 0722-8546 Redaktion Chefredakteur: Peter Becker B. A., Tel.: 06131/992-210, E-Mail: p.becker@vfmz.de (verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) Redakteure: Ivo Greuloch, Tel.: 06131/992-353, E-Mail: i.greuloch@vfmz.de Holger Seybold, Tel.: 06131/992-254, E-Mail: h.seybold@vfmz.de Vanessa Weingärtner, Tel.: 06131/992-352, E-Mail: v.weingaertner@vfmz.de Redaktionsassistenz: Angelina Haas, Tel.: 06131/992-361, E-Mail: a.haas@vfmz.de, Doris Buchenau, Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter (Redaktionsadresse siehe Verlag) Gestaltung Anette Fröder, Sonja Daniel, Anna Schätzlein, Mario Wüst Chef vom Dienst Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer Anzeigen Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262, E-Mail: o.jennen@vfmz.de Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206, E-Mail: a.zepig@vfmz.de Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung Tel.: 06131/992-250, E-Mail: a.benthin@vfmz.de Anzeigenpreisliste Nr. 56: gültig ab 1. Oktober 2019 Leserservice vertriebsunion meynen GmbH & Co. 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