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antriebstechnik 5/2018

antriebstechnik 5/2018

ELEKTROMOTOREN Minimale

ELEKTROMOTOREN Minimale Trägheit – maximale Dynamik Servomotoren mit neuer Wicklungstechnologie und optimiertem Beschleunigungsverhalten Man nehme: eine Servo-Baureihe, tausche die bestehende durch eine konzentrierte Wicklung aus, ändere die Geometrie des Rotorpakets und fertig ist die neue, kürzere und damit dynamischere Servomotoren- Baureihe. Der Kelheimer Antriebsspezialist Heidrive bietet mit der HeiMotion-Dynamic- Baureihe vom Standardmotor bis zum applikationsspezifischen Servomotor vielseitige Lösungen an. Lesen Sie mehr. Anne Hoffmann ist Referentin im Marketing bei der Heidrive GmbH in Kelheim Dynamik ist der springende Punkt, wenn es um performante Antriebe geht. Denn neben einer kompakten Bauweise sollten vor allem die Bewegungsabläufe eines Servomotors flüssig und präzise sein. So benötigen Anwender im Zeitalter der Automatisierung nicht nur leistungsstarke Motoren, die schwere Lasten heben, sondern vielmehr einen hochdynamischen und präzisen Antrieb, der leichte Bewegungsaufgaben schnell umsetzt. Heidrive vereint all diese Vorteile in seiner HeiMotion-Dynamic-Baureihe und stellt damit Geschwindigkeit und maximale Leistungsfähigkeit auf eine Stufe. Das Unternehmen entwickelte mit dieser Baureihe auf Basis der vorhandenen Servo- Plattform einen hochdynamischen Antrieb, der nahezu allen Anforderungen der zukünftigen Betreiber gerecht wird. Baulänge um 20 % reduziert Die dynamischen Servomotoren sind Permanentmagnet-Drehstrom-Synchron-Servomotoren. Mit Permanentmagneten aus Neodym-Eisen-Bor können Leistungswerte erreicht werden, die bis zu 40 % über den höchsten bisher bekannten und verwendeten Seltenerdmagneten liegen. Sowohl neue technische Lösungen als auch eine Reduzierung des Magnetmaterialeinsatzes bei gleicher Leistung des Systems werden dadurch ermöglicht. Die HeiMotion-Dynamic-Motoren zeichnen sich zusätzlich dazu, sowohl durch ihre Robustheit als auch durch eine hohe Energieeffizienz aus, die vor allem aus einer neuen Geometrie des Rotorpakets hervorgeht. So ermöglicht diese eine Reduzierung der Spulenköpfe und der Packungshöhe, was im Ergebnis zu einem kompakten und hochdynamischen Servomotor führt. Als dritte Baugruppe der HeiMotion-Serien konnte die Baulänge der HeiMotion-Dynamic-Baureihe zudem um 20 % reduziert werden. Diese wurde vor allem durch eine konzentrierte Wicklung (Wicklung um einen Zahn) erreicht. Dabei werden Kupfer- Baulängenreduktion bei gleichzeitiger Erhöhung der Dynamik 24 antriebstechnik 5/2018

schichten über einzelne Zähne mithilfe einer Flyerwicklung ohne Kreuzungen automatisch aufgetragen. Auf diese Weise wird die Querschnittsfläche der Nut optimal ausgenutzt. Dies resultiert in einem Wirkungsgrad von bis zu 96 %. Die Wickelköpfe werden gegenüber der bestehenden und bereits optimierten Baureihe durch diese Wicklungsart nochmals verkürzt. Aufgrund der Reduzierung des Trägheitsmoments um 35 % sind jetzt hohe Beschleunigungen möglich. Die Winkelbeschleunigung an einem Motor mit einer Leistung von 1 000 W (M0 = 3,5 Nm, Mn = 3,2 Nm bei 3 000 rpm) konnte von 100 000 rad/s² auf 175 000 rad/s² angehoben werden. Die mit dieser Wicklungstechnologie einhergehende Verschlechterung der Rastmomente vermied man mithilfe von FEM-Berechnungen, die allen Schnittberechnungen zugrunde lagen. Es gelang sogar, die Rastmomente durch Schränkung einzelner Magnetsegmente und Optimierung der Polübergänge um über 50 % zu verringern. So ergeben sich Rastmomente von weniger als einem Prozent des Stillstandmoments. Mit der neuen HMD-Baureihe ging auch eine Erweiterung der Drehmomentabstufung einher. Die Abstufung der Stillstandsmomente wurde so ergänzt, dass nun beim Baugrößensprung zweier Motoren das gewünschte Drehmoment von beiden Motoren realisiert werden kann. Für ein und dasselbe Drehmoment steht somit sowohl ein langer schlanker und dadurch dynamischer Motor als auch ein größerer, aber äußerst kurzer und dadurch kompakter Motor zur Verfügung. KTY-Sensor überwacht Temperatur Verbaut werden die Motoren z. B. in automatisierten Melksystemen sowie in Verpackungsmaschinen oder in Positioniersystemen. Aber auch in Prüfsystemen für die Automobilindustrie finden die Motoren ihre Anwendung. Da hochauflösende Hiperface-DSL-Schnittstellen eingesetzt werden können, ist jede Positionsanforderung denk- und umsetzbar. Um die entstehende Wärmeentwicklung zu kontrollieren, überwacht ein integrierter KTY-Sensor die Temperatur der Wicklung im Motor. Drehbare Doppel- und Einkabel-Steckverbinder Aufgrund dieser Erweiterung können nun alle Anforderungen aus den Bereichen der Automatisierung und Robotik erfüllt und bei Bedarf auch kundenspezifisch angepasst werden. Helmut Pirthauer, Geschäftsführer, Heidrive GmbH sorgen für eine einfache Montage des Motors. Außerdem kann der Anwender frei zwischen verschiedenen Wicklungsspannungen für den Einsatz mit DC- oder AC- Reglern wählen. Zur Verfügung stehen Zwischenkreisspannungen zwischen 24/48 und 560 V. Ein Spulenverguss bietet zusätzlichen Schutz, macht den Motor robuster und ermöglicht somit auch den Betrieb der HMD-Baureihe an einem 480-V-Netz. Hinsichtlich der Spannungsspitzen, die durch immer leistungsstärkere Endstufen auftreten, übernimmt der Hersteller eine Gewährleistung bis zu 14 kV/µs. Die dynamischen Servomotoren können, wie auch die Schwesternbaureihen HMC – für den asiatischen Markt – und HMP – für den europäischen Markt – nach einem Baukastenprinzip zusammengestellt und kombiniert werden. So hat der Anwender di verse Auswahlmöglichkeiten bei den Spannungen, Flanschen, Bremsen, Kabelanschlüssen, Gebern oder auch Planetengetrieben. Hierbei profitiert Heidrive von der Bauteilegleichheit zur HMP-Baureihe, denn sowohl die Flansche – mit und ohne Radialwellendichtring – die Motorkappen, die Anschlüsse als auch die Geber sind durch die einheitliche Schnittstellengestaltung einfach und schnell an jede der drei Baureihen montierbar. Folglich können alle Optionen des bestehenden Baukastens verwendet werden. Als Ergebnis stehen somit über mehrere Millionen Varianten zur Auswahl, die mit einer kurzen Vorlaufzeit gefertigt und geliefert werden können. Die Motoren werden dabei nicht nur nach Deutschland, sondern weltweit verschickt und entsprechen dabei auch den Sicherheitsanforderungen, z. B. für den kanadischen wie auch für den amerikanischen Markt. Durch den Rückgriff auf bewährte Komponenten aus dem vorhandenen Servobaukasten wurde in kurzer Zeit eine dritte Baureihe kreiert, die nun auch weltweit ihre Anwendung findet. www.heidrive-motion.net + große Hohlwelle + gesteigertes Drehmoment + hochbelastbares Abtriebslager + lebenslange Präzision + ... SHG-2SH Das Robotergetriebe AUTOMATICA MÜNCHEN 19. - 22.06.2018 Halle B6 | Stand 308 www.harmonicdrive.de

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