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antriebstechnik 1-2/2021

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antriebstechnik 1-2/2021

DREHGEBER

DREHGEBER ABSOLUTWERTGEBER FÜR UNTERSCHIEDLICHE ANWENDUNGEN PASSGENAU KONFIGURIERT Das Unternehmen Hengstler ist ein europäischer Hersteller industrieller Zählund Steuerungskomponenten für die Automatisierung. Hengstler hat sich auf die Produktion anwenderspezifisch konfigurierter Drehgeber, Zähler, Drucker und Relais für Anwendungen spezialisiert, die sich nicht mit Standard-Produkten realisieren lassen. Das macht die Produkte des Herstellers vielfältig einsetzbar. Die Wellen branden geräuschvoll an die Steilküste im Norden Schottlands. Mit einer Geschwindigkeit von 3,5 m/s strömt das Wasser hier an den Unterwasser-Rotoren eines Gezeitenkraftwerks vorbei. Diese Anlage wird in Zukunft elektrische Energie für 175 000 Haushalte produzieren und damit weltweit die größte ihrer Art sein. Im Portland Firth herrschen optimale Bedingungen für die Erzeugung von Strom durch Wasserkraft, denn hier gibt es nicht nur Wind im Überfluss, sondern auch Ebbe und Flut. Alles zusammen sorgt dafür, dass im Meer vor der Küste eine starke Oberflächenströmung entsteht – und Wellen, die nicht selten Höhen von fast 20 m Leslie Wenzel ist Manager Marketing und Communications bei der Hengstler GmbH in Aldingen erreichen. Das Gezeitenkraftwerk nutzt diese Wetterverhältnisse gezielt aus: Riesige Rotoren mit Durchmessern von bis zu 18 m sind in 35 bis 100 m Tiefe mit einem Stahl-Fundament am Meeresboden verankert. Die starke Strömung setzt die Rotoren in Bewegung, die dann Strom erzeugen. DREHGEBER SICHERN HOHEN STROMERTRAG Um eine große Energieausbeute erzielen zu können, müssen die Rotorblätter in einem bestimmten Winkel zur Strömung ausgerichtet sein. Die Einstellung des Rotorblatt-Anstellwinkels übernimmt ein Pitch-Control-System des Windkraftanlagenbauers SBB. Sein Herzstück ist der Absolutwertgeber Acuro AC58 von Hengstler, der die exakte Position des Rotorblattes erfasst und an die Steuerung meldet. Den Acuro AC58 wählte SBB, weil man einen Drehgeber suchte, der sowohl wasserdicht als auch salzwasserbeständig sein musste. 24 antriebstechnik 2021/01-02 www.antriebstechnik.de

DREHGEBER Darüber hinaus wurde eine redundante Ausführung des Encoders gefordert. SBB setzt den optischen Drehgeber AC58 von Hengstler schon seit langem in seinen Pitch-Control-Systemen für Windkraftanlagen ein. Der Encoder verfügt über eine Auflösung von bis zu 34 Bit, eignet sich für Drehzahlen bis 5000 min -1 und besitzt eine robuste Sensoreinheit (Schockfestigkeit bis 200 g). IN RAUEN UMGEBUNGSBEDINGUNGEN EINSETZBAR Für den Einsatz in der Pitch-Verstellung der Rotorblätter im Gezeitenkraftwerk mussten die AC58-Drehgeber allerdings modifiziert werden. Peter Elbel, Manager Application Management bei Hengstler und seine Kollegen statteten die AC58 mit einem salzwasserbeständigen Gehäuse aus, das den rauen Bedingungen besser standhält als ein normales Gehäuse mit Beschichtung. Durch diese anwenderspezifisch entwickelte redundante Ausführung eignet sich der Drehgeber auch für Unterwasser-Anwendungen (DNV/Det Norske Veritas). Darüber hinaus wurden die Drehgeber redundant ausgeführt – d. h., die Ingenieure verbauten zwei Drehgeber in einem Gehäuse. Beide übertragen die jeweilige Position des Rotorblattes, sodass die Funktionsfähigkeit der Anlage beim Ausfall eines Encoders nicht gefährdet ist. Robust müssen auch die Drehgeber sein, die in Antrieben von Versorger-Schiffen für Windkraftanlagen zum Einsatz kommen. Eine norwegische Reederei hat bei einem Hersteller von Schiffsmotoren elektrische Propeller-Antriebe für vier neue Schiffe dieses Typs bestellt. Das Unternehmen Hengstler liefert die Drehgeber für die Erfassung der Position und Rotationsgeschwindigkeit der Propeller. Die Kenntnis der exakten Propeller-Position ist essentiell, um das Schiff möglichst präzise und kraftstoffsparend navigieren zu können. Eine der wichtigsten Anforderungen des Schiffsmotor-Herstellers an die Drehgeber war die Zertifizierung nach DNVL-GL. Darüber 01 In einem Gezeitenkraftwerk sorgt der Acuro AC58-Drehgeber von Hengstler für die genaue Ausrichtung der Rotorblätter hinaus mussten sie kompatibel mit Siemens-SPS-Controllern sein. Der verschleißfreie elektronische Multiturn-Absolutgeber Acuro AR62 von Hengstler erfüllt diese Vorgaben. In jedem der vier neuen Versorger-Schiffe werden zwei Antriebe mit je zwei AR62-Drehgebern verbaut sein. FÜR HOHE DREHZAHLEN GEEIGNET Individuell konfigurierte Drehgeber von Hengstler sind auch in Motorenprüfständen zu finden. Auf diesen Anlagen werden Pkw- Motoren, Schiffsdiesel, Flugzeugturbinen oder Antriebe von Baumaschinen auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft. Für eine erfolgreiche Durchführung der Tests muss der Prüfstand die genaue Position der Motor-Zylinder kennen. Die Ermittlung dieser Werte übernehmen hochgenaue Drehgeber, die aber noch eine weitere Eigenschaft besitzen müssen: Sie sollen die Zylinder-Position auch bei den hohen Drehzahlen von Elektromotoren noch zuverlässig und genau ermitteln können. „Da der Trend in Richtung Elektromobilität geht, möchte der Anwender seine Prüfplätze dafür mit der passenden Technologie ausstatten“, so Peter Elbel. Die Ingenieure bei Hengstler verfügen über umfangreiches Knowhow und erweiterten kurzerhand den Drehzahlbereich ihres Absolutwertgebers Acuro AC58. In der Standardversion ist der AC58 für Drehzahlen von 6 000 ... 10 000 min -1 ausgelegt. „Für diese Anwendung haben wir ihn so modifiziert, dass er auch noch bei Drehzahlen von bis zu 20 000 min -1 hochpräzise arbeitet.“ Der Auftrag war nicht ungewöhnlich: „Wir liefern schon seit 25 Jahren Encoder mit Drehzahlen von bis zu 25 000 min -1 für Spinnerei-Maschinen“, berichtet Elbel. www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/01-02 25

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