ELEKTROMOTOREN 04 05 04 Induktionsmotoren besitzen einen mit Kupferdraht umwickelten Stator, der beim Durchgang von Wechselstrom ein rotierendes Magnetfeld erzeugt 05 Der Schaltkreis des Hall- Effekt-Sensors befindet sich bei den bürstenlosen DC-Motoren von Oriental Motor direkt gegenüber der Stirnseite des Rotors Grund liegt darin, dass sich der Wirkungsgrad bei diesen Motoren je nach Lastfaktor und Drehzahl ändert. Stellt man Induktionsmotoren und bürstenlose DC-Motoren mit drehzahlvariablem Antrieb einander gegenüber, zeigt sich: Bürstenlose DC- Motoren arbeiten über einen größeren Bereich hinweg effizienter als Induktionsmotoren. ÄNDERUNGEN DER DREHZAHL HABEN KAUM EINFLUSS AUF EFFIZIENZ An konkreten Anwendungen lässt sich die unterschiedliche Effizienz von bürstenlosen DC-Motoren und Induktionsmotoren am besten verdeutlichen, wie zum Beispiel anhand eines Förderbandes. Treiben ein bürstenloser DC-Motor und ein Induktionsmotor es mit konstanter Drehzahl an, so verbraucht der bürstenlose Antrieb dafür über ein Jahr hinweg betrachtet 37 Prozent weniger Strom als der Induktionsmotor. Der Effekt ist bei einem Betrieb mit Drehzahländerungen sogar noch größer: Transportiert das Förderband eine Last mit 100 Umdrehungen pro Minute und wird zur Inspektion auf 30 Umdrehungen pro Minute abgebremst, sind sowohl der Stromverbrauch als auch die CO 2 -Emissionen des bürstenlosen DC-Motors im Jahr 69 Prozent niedriger als die des Induktionsmotors. Das hängt damit zusammen, dass der Wirkungsgrad des bürstenlosen Antriebs durch die Änderung der Drehzahl nur leicht reduziert wird, der des Induktionsmotors jedoch sehr stark. Bürstenlose Antriebe arbeiten also auch in Anwendungen mit variierender Drehzahl effizienter als Induktionsmotoren. Ein ähnliches Bild ergibt sich beim Einsatz bürstenloser DC- Motoren als Antriebe für Lüfter: Ihr Stromverbrauch ist hier ebenfalls erheblich niedriger als der eines Asynchronantriebs. Sie haben in dieser Anwendung zudem noch einen anderen großen Vorteil gegenüber Induktionsmotoren: Da sich ihre Drehzahl über PWM-Signale oder externe analoge Einstellungen anpassen lässt, können auch die Geräuschemissionen der Ventilatoren reduziert werden. KOMPAKTHEIT MINDERT TRANSPORTEMISSIONEN Oriental Motor bietet Anwendern vier verschiedene Serien bürstenloser DC-Motoren für den Gleich- und Wechselstrombetrieb mit Nennausgangsleistungen zwischen 15 W und 400 W an. Die Antriebe zeichnen sich nicht nur durch einen hohen Wirkungsgrad aus, sondern sind auch sehr kompakt gebaut. Während ein Induktionsmotor mit Getriebe etwa 200 mm lang ist, sind es beim bürstenlosen Antrieb nur 95,4 mm. Und statt 4,7 kg wie ein Asynchronmotor wiegt ein bürstenloser DC-Motor von Oriental Motor einschließlich Treiber lediglich 3,1 kg. Dank der geringen Abmessungen sind also auch die durch den Transport entstehenden CO 2 -Emissionen bei den bürstenlosen Antrieben geringer als bei Induktionsmotoren. Bilder: Oriental Motor (Europe) www.orientalmotor.eu DIE IDEE „Die bürstenlosen DC-Motoren unserer BMU-Serie arbeiten hocheffizient. Grund dafür ist der im Rotor verbaute Permanentmagnet: Da hier deutlich niedrigere Sekundärverluste entstehen als in umrichtergesteuerten 3-Phasen- Induktionsmotoren, haben die Antriebe eine deutlich geringere Leistungsaufnahme. Darüber hinaus bleibt die Drehzahl bei den BLDC- Antrieben auch bei wechselnden Lasten über den gesamten Drehzahlbereich hinweg konstant. Weitere Vorteile gegenüber Induktionsmotoren mit Frequenzumrichter sind: Sie verfügen über einen deutlich größeren Drehzahlregelbereich. Dadurch erzeugen die Motoren sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Drehzahlen ein gleichbleibendes Drehmoment.“ Timo Krüssel, Marketing Communications, Oriental Motor (Europa) GmbH, Düsseldorf 26 antriebstechnik 2024/11 www.antriebstechnik.de
DRIVE CONTROLLER SD4B MIT HOCHSTROMVARIANTE Der Drive Controller SD4B von Sieb & Meyer steht auch als Hochstromvariante zur Verfügung. Damit werden die Einsatzmöglichkeiten als hochdynamischer Servoverstärker für den Betrieb von rotativen und linearen Niedervolt-Servomotoren oder als Frequenzumrichter für hochdrehende Niedervolt-Synchron- und Asynchronmotoren weiter ausgebaut. Trotz einer Erhöhung des Nennstroms von 10 A auf 13 A bei der Hochstromvariante konnte das geringe Bauvolumen beibehalten werden. Beide SD4B-Varianten vereinen trotz der kompakten Maße vielfältige Funktionalitäten in ihrem IP20-Gehäuse. So sind die Drive Controller nicht nur standardmäßig mit der Sicherheitsfunktion Safe Torque Off (STO) ausgerüstet, sondern auch mit Schnittstellen für CANopen und Modbus TCP. Im Hochgeschwindigkeitsbereich unterstützt der SD4B als Frequenzumrichter durch Taktfrequenzen von bis zu 32 kHz den sensorlosen Betrieb von Synchronmotoren bis 240.000 min -1 und Asynchronmotoren bis 360.000 min -1 . Der SD4B verfügt zudem über einen integrierten Lastindikator, der den drehmomentbildenden Strom des Motors auswertet und kann auf diese Weise akustische Körperschallsensoren ersetzen. www.sieb-meyer.de LÖSUNG FÜR AUTOMATISIERTE BEWEGUNGSAUFGABEN Anzeige_JVL_neu_verschiedenen_Positionen_104x145mm_im_Anschnitt_2024_03_final.indd 2 08.03.2024 08 Die optimale Fremdbelüftung für drehzahlvariable Motoren in allen Anwendungsbereichen. Mit den integrierten Schaltkreisen der Magellan MC58113-Serie bietet PMD eine leistungsstarke einachsige Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentsteuerung für verschiedene Motorentypen an. Diese ICs lösen nahezu alle automatisierten Bewegungsaufgaben, bei denen es besonders auf Präzision ankommt. Es gibt vier ICs der MC5x113-Serie, die jeweils in ein einzelnes 100-poliges TQFP-Gehäuse integriert sind und mit 3,3 V betrieben werden. Der MC51113 hat eine dedizierte Steuerung für DC-Bürstenmotoren, der MC53113 steuert dreiphasige bürstenlose DC-Motoren, der MC54113 zweiphasige Schrittmotoren, und der MC58113 (Mehrmotorversion) lässt sich so programmieren, dass er jeden dieser Motortypen steuert. Anwender können Magellan Motion Control ICs zur Bewegungssteuerung in medizinischen, wissenschaftlichen, Roboter- und Automatisierungsanwendungen nutzen. Diese flexiblen Mikrochips bieten vielseitige Profilgenerierung, geschlossenen Servokreis, Kommutierung, Stromregelung, Impuls- und Richtungsausgang, direkten Quadratur-Encoder-Eingang und vieles mehr. www.pmdcorp.com Besuchen Sie uns auf der SPS: 12. - 14.11.2024 in Nürnberg Halle 1 | Stand 338 www.wistro.de www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2024/11 27 Anzeige_9_24_sps.indd 1 02.10.2024 09:10:15
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