antriebstechnik 11/2023

SPECIAL: SPS

SPECIAL: SPS 2023 ELEKTRONISCHE WENDESCHÜTZE FÜR DC-MOTOREN SCHONEND SCHALTEN Elektronische Lastrelais bzw. Wendelastrelais ermöglichen das schnelle Schalten von mechanisch kommutierten Gleichstrommotoren. Die Wendelastrelais von Phoenix Contact reversieren und bremsen DC-Motoren verschleißfrei. Beim Einsatz kleiner Gleichstrommotoren in der Industrie können Anwender mit den schmalen Schaltgeräten Platz im Schaltschrank und Verdrahtungsaufwand sparen. Diese und weitere technologische Vorteile von DC-Motoren erklärt das Blomberger Unternehmen. Gegenüber Wechselstrommotoren bieten die DC-Varianten einige Vorteile, etwa ein hohes Anlaufdrehmoment oder eine einfache Drehzahl-Steuerung. Zum Schalten der Gleichstrommotoren sind elektronische Halbleiter- Wendeschütze notwendig. Phoenix Contact stellt entsprechende Module zur Verfügung, die sich unter anderem durch eine schmale Bauform auszeichnen. Bei permanent erregten Gleichstrommotoren handelt es sich um eine spezielle Art dieser Geräte, bei denen der Rotor durch eine stetig vorhandene Magnetfeldquelle erregt wird. Diese Dipl.-Ing. Matthias Borutta, Produktmanager Digitale Interface, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont Motoren sind durch eine hohe Leistungsdichte, ein breites Drehzahlregelungsspektrum und eine gute Regelbarkeit gekennzeichnet. Die Gleichstrommotoren werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Automobilindustrie, Robotik, Intralogistik, Luft- und Raumfahrt sowie Industrie automation. Der englische Begriff für Gleichstrom lautet „direct current“, kurz DC. Ein DC-Motor wandelt Gleichstrom in mechanische Energie um. Als Stator des DC-Motors fungiert ein Dauermagnet. In den Rotor wird Gleichstrom geleitet. Dabei entstehen Magnetfelder, die von den Magnetpolen des Stators jeweils abgestoßen oder angezogen werden. Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren verfügen über einen Kommutator, der die Stromrichtung bei jeder halben Umdrehung umpolt und so ein unidirektionales Drehmoment erzeugt. Aus dieser Kraft ergibt sich die Bewegung 38 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023 des DC-Motors. Der Kommutator kehrt die Flussrichtung des Stroms und damit die Polarität der Magnetfelder ständig um. Auf diese Weise kann aus der einmaligen Anziehung und Abstoßung der Pole eine durchgängige Rotation resultieren. Der Strom wird durch einen Schleifkontakt, die sogenannten Bürsten, auf den Rotor übertragen. Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren sind noch heute weit verbreitet in der Industrie. Die Geschwindigkeit lässt sich über die Betriebsspannung oder die magnetische Feldstärke anpassen. 01 ÜBER WEITEN DREHZAHLBEREICH REGELBAR Wechselstrom- oder Drehstrommotoren werden in zahlreichen Applikationen eingesetzt. Permanent erregte Gleichstrommotoren haben jedoch einige Vorteile gegenüber AC-Motoren („alternating current“, Wechselstrom). Gleichstrommotoren eignen sich zum Beispiel besonders, wenn die Applikation ein hohes Anlaufdrehmoment erfordert, um hohe Trägheitslasten anzustoßen. Darüber hinaus ist es im Gegensatz zu Wechselstrommotoren einfach, die Drehzahl von DC-Motoren zu steuern. Diese stellen ein hohes Drehmoment und eine schnelle Reaktionszeit bereit, sodass eine präzise Steuerung und gute Regelbarkeit über einen weiten Drehzahlbereich möglich sind. Deshalb bieten sich Gleichstrommotoren für Applikationen an, die eine genaue Positionierung oder eine schnelle Beschleunigung benötigen. DC-Motoren zeigen sich auch dann als präferierte Lösung, sofern sie von Niederspannungs-Gleichstromquellen mit Strom versorgt werden sollen, wie zum Beispiel über Photovoltaik oder eine Batterie. Möchte der Anwender die Richtung schnell umkehren, kann er auf Gleichstrommotoren zurückgreifen, die optimal zu seiner Applikation passen. Gegenüber Wechselstrommotoren lassen sich DC-Motoren schnell und einfach starten und stoppen. Ein weiterer Vorteil dieser Motorenart liegt in ihrer kompakten Bauweise und ihrem geringen Gewicht im Vergleich zu anderen Motortypen. Dies erlaubt eine problemlose Integration in verschiedene Systeme und Anwendungen. Als typische Applikation sei die Nutzung in industriellen Maschinen und Anlagen genannt, beispielsweise Förderbändern, 01 Prinzip der H-Brücke: vereinfachte Darstellung mit mechanischen Schaltern, Stromfluss bei Vorwärtsdrehung (links), Stromfluss bei Rückwärtsdrehung (rechts) 02 Prinzip der H-Brücke: Stromfluss bei Bremsung 02 Besuchen Sie uns Nürnberg, 14. bis 16. November 2023 Halle 7A, Stand 506 LÖSUNGEN FÜR SAFETY- ANWENDUNGEN Redundant und 100% zukunftssicher: PROFIsafe Drehgeber. Unterstützt die neuen PROFINET Features dank aktuellstem Encoderprofil V4.2, PROFINET v2.4.1, PROFIsafe Profil v2.6.1 und PROFIdrive Profil v4. Anpassungen sind durch integrierten Webserver schnell und einfach einzuspielen. Hohe Auflösung von Singleturn 24 bit non safe / 16 bit safe und Multiturn 12 bit safe. kuebler.com/profisafe