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antriebstechnik 3/2015

antriebstechnik 3/2015

ELEKTROMOTOREN Nur

ELEKTROMOTOREN Nur drehen Kompaktservoantriebe spielen Vorteile in der Inspektions- und Wägetechnik aus Joachim Lenhart Auf der Basis von über 30 Jahren Erfahrung fertigt die Firma OCS Checkweighers Kontrollwaagen und Inspektionssysteme für Pharmazie bis Lebensmittelindustrie. Zuverlässige Kompaktservoantriebe von Wipotec sorgen für Bewegung. M it einer Kontrollwaage werden Produkte automatisiert im kontinuierlichen Produktstrom gewogen. Dank der ausgefeilten Technik kann das Produkt bei der Gewichtsbestimmung in Bewegung bleiben. Ein Stoppen ist nicht notwendig. Die Standard- Kontrollwaage verfügt deshalb über drei Antriebe, je einen für Einlauf-, Wäge-, und Auslaufband. Die Antriebe bringen die zu wägende Packung auf die richtige Geschwindigkeit und transpor tieren sie für den Wägeprozess über eine hochpräzise Wägezelle. Die Verwendung von Servoantrieben ist hier von Vorteil. Neben der für die Wägetechnik wichtigen Drehzahlstabilität profitieren auch die nachfolgenden Sortier- Joachim Lenhart ist Produktmanager bei der Wipotec GmbH in Kaiserslautern einrichtungen von der integralen Drehzahlgenauigkeit der Antriebe. Im industriellen Einsatz können so bis zu 600 Packungen in der Minute verarbeitet werden. Ein abgestimmtes Baukastensystem von Wägezellen, Transportbändern und Servo antrieben ermöglicht es der Firma OCS aus Kaiserslautern durchgängige Lösungen vom Grammbis Kilogrammbereich für den weltweiten Einsatz anzubieten. Integrierte Lösung bringt Vorteile Im Rückblick zu den Anfängen der Kon trollwaage, bei denen noch eine modulare Antriebslösung bestehend aus BLDC- Motor und Regler verwendet worden ist, wird das Erfolgsrezept der Imot-Kompaktservoantriebe deutlich. Damals kamen die Motoren erst in Bewegung, wenn die rohen Motorwicklungs- und Hallsensoranschlüsse an den Reglern richtig aufgelegt waren. Das war fehleranfällig und füllte insbesondere bei mehrspurigen Anwendungen den wertvollen Schaltschrankraum. Heute erwartet der Anwender einen betriebsbereiten kompakten Antrieb, der zur Inbetriebnahme lediglich den Anschluss von Spannungsversorgung und Schnittstelle erfordert. Dank der integrierten Schutzeinrichtungen sind die Imot-Antriebe nicht nur verpolungssicher. Auch die digitalen Schnittstellen überstehen beliebige Anschlussfehler, im Rahmen der maximalen Versorgungsspannung von 48 V, schadlos. Feldorientierte Regelung - Was sonst? Für die Regelung einer PMSM (permanenterregte Synchronmaschine) hat sich das Konzept der feldorientierten Regelung als Standard durchgesetzt. Hierfür liefert die Phasenstrommesseinrichtung in Verbindung mit der Winkelinformation des Lagegebers den Istwert des Statorstroms in Längs- und Querkomponente. Die Querkomponente des Statorstroms verhält sich proportional zum Antriebsdrehmoment des 40 antriebstechnik 3/2015

Torquemotoren Motors. Der Sollwert dieser Querkomponente wird von den übergeordneten Drehzahl- und Lageregelkreisen bereitgestellt. Ein Zustandsregler sorgt für die optimale Stromeinprägung. Im Vergleich zu konventionellen PI-Reglern zeigt der Zustandsregler aufgrund der entkoppelten modellbasierten Stromein prägung ein überlegenes dynamisches Verhalten. Die gesamte Reglerkaskade besteht aus drei verschachtelten Regelkreisen mit Vorsteuerzweigen. Das besondere Merkmal des Drehzahlreglers ist die Verwendung eines Drehzahlbeobachters. Er liefert auch bei niedrigsten Drehzahlen regelungstechnisch brauchbare Informationen. Alle Reglerstufen zusammen lassen sich in einer Übertragungsfunktion dritter Ordnung darstellen. Der Lageregler (Tastzeit 250 µs) wird in den Drehzahl- und Positionierbetriebsarten über eine Feininterpolatorstufe mit den Sollwerten des Profilgenerators versorgt. Der regelungstechnische Tiefgang ist die Voraussetzung, um den Imot-Kompaktservoantrieben ein breites Anwendungsgebiet zu erschließen. Es umfasst neben dem beschriebenen Einsatz als Bandantrieb auch verschiedene, deutlich anspruchs vollere Positionieraufgaben. Dazu gehören die Anwendungen als Taktradantrieb, als Klappband antrieb, als Auswerferantrieb und als Antrieb für Linearachsen. Der regelungstechnische Tiefgang hat dazu geführt, dass die Kompaktservoantriebe auch in den Geschäftsbereichen Mail & Logistics, Track & Trace und X-Ray als Standardantriebe eingesetzt werden. Die Wortwahl „Tiefgang“ nimmt es bereits vorweg: Die Regelungstechnik der Imot-Kompaktservoantriebe drängt sich nicht in den Vordergrund, sie erfüllt ihre Aufgabe „nur drehen“ unauffällig, aber zuverlässig. Der Anwender kann sich bei der Lösung seiner komplexen Aufgabenstellungen auf den Antrieb verlassen und die volle Aufmerksamkeit seiner Applikation zuwenden. Der Anwender erwartet einen betriebs bereiten 01 Schaltschrankansicht einer HC-M-Anwendung mit drei Antrieben kompakten Antrieb. Aus diesem Grund sind der Regler und alle gerätespezifischen Parameter als Teil der Werkseinstellung voreingestellt. Bei Bedarf können diese verändert, gespeichert und auch wiederhergestellt werden. Einfacher geht es nicht Die Voreinstellung des Reglers ist so gewählt, dass für die Verwendung als Bandantrieb ein guter Kompromiss zwischen Laufruhe und Drehzahlstabilität erreicht wird. Ein anwendungsspezifisches Tuning ist deshalb meistens überflüssig. Kompromisse sind aber nie allgemeingültig, sie beziehen sich immer auf die Gewichtung der zugrundeliegenden Anforderungen der betrachteten Anwendungen. Um den Wünschen nach einer weicheren oder steiferen Dynamik Rechnung zu tragen, haben die Imot- Antriebe einen benut- Direktantriebe jetzt bis 150000 Nm · maximale Momente · hohe Wirkungsgrade · kundenspezifisch · hoch dynamisch Fragen Sie nach den günstigen, individuellen Antriebslösungen von OSWALD. Details auch unter www.oswald.de REGELBARE ELEKTROMOTOREN Benzstraße 12 . D-63897 Miltenberg Telefon: 09371/971 90 Fax. 09371/9719 50 e-mail: oswald@oswald.de

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