antriebstechnik 4/2020

STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 01 02 01 Lenkungssysteme werden bereits früh im Entwicklungsprozess auf mechanischen Lenkungs prüfständen ausführlich erprobt und abgestimmt 02 Latenzfrei und hochdynamisch angesteuert werden die Lenkungsprüfstände dabei durch modulare Einzel- und Mehrachsantriebssysteme HOHE DYNAMIK UND PRÄZISION Die Verlagerung der Fahrversuche von der Teststrecke in das Labor spart nicht nur Zeit, Aufwand, Ressourcen und Kosten, sondern ermöglicht auch Lenkmanöver im fahrdynamischen Grenzbereich, ohne dabei Testfahrer zu gefährden. Damit stellt die Lenkungsprüfung hohe Anforderungen an die Dynamik und Präzision der Antriebs- und Regelungstechnik. In den HiL-Lenkungsprüfständen regeln sie zum einen den rotativen Synchronmotor, der die Lenkradposition über den Rotationswinkel und das Fahrerhandmoment vorgibt. Gleichzeitig steuern ServoOne-Regler zwei applikationsspezifisch angepasste Synchronlinearmotoren an, die mit den beiden Außengelenken der Lenkungsspurstangen verbunden sind. Diese direkten Elektroantriebe sind für die beidseitige Simulation der auf die Spurstangen wirkenden Lenkkräfte verantwortlich. „Die enge Kopplung zwischen der Echtzeit-Hardware des Prüfstandes und den ServoOne-Antriebsreglern über das TWINsync- Protokoll garantiert auch bei einer hochfrequenten Einprägung fahrdynamischer Querkräfte, bspw. zur Simulation holpriger Straßenbeläge, die hochpräzise und dynamische Übertragung der Stellgrößen an die zu untersuchende Lenkungshardware“, erklärt Matthias Deter. Messwerte aus mehreren Kraft-, Moment-, Positions- und Beschleunigungssensoren melden die Zustände der Lenkung latenzarm und synchron zur Regelung zurück ins Echtzeit-Fahrdynamikmodell und schließen so den Regelkreis. Dies ermöglicht es, die komplexen Interaktionen zwischen Fahrer, Fahrzeug und Straße im virtuellen Umfeld des Lenkungsprüfstands abzubilden. HOHE REGELUNGSQUALITÄT DURCH KOPPLUNG Die ServoOne-Servoregler in den dSpace-Lenkungsprüf ständen kommunizieren über die von Keba entwickelte, hochperformante TWINsync-Kopplung direkt mit der Matlab/Simulink-Schnittstelle der Prüfstandssteuerung. In der Anwendung Lenkungsprüfstand ermöglicht dies u. a. eine realitätsnahe Krafteinprägung auf die Lenkstangen bei hochdynamischer Positionsanregung größer 30 Hz. Die Kopplung ist auf die Abtasttakte der Regelung synchronisiert, vermeidet so schwankende Totzeiten im Regelkreis und bietet dadurch eine sehr hohe Regelungsqualität. „Die Servoregler können mit einem Taktzyklus von 125 µs direkt aus der Echtzeitanwendung des Prüfstandes latenzarm angesprochen werden“, erklärt Matthias Deter. „Darüber hinaus ermöglicht die Virtualisierung in Prüfständen grundsätzlich ein besseres Variantenhandling, da komplexe Echtzeitmodelle integriert und lenkungsmodellbasierte Antriebsregelungen testspezifisch ausgelegt und angepasst werden können.“ ENERGIEEFFIZIENTER BETRIEB DES MEHRACHSSYSTEMS Die Servoregler der Baureihe ServoOne sind aufgrund ihrer energie effizienten Konzeption dynamisch, präzise und anwendungsorientiert. So sind sie mit einer aktiven sinusförmigen Netzrückspeisung zur Rekuperation ausgestattet. Dadurch besteht die Möglichkeit einer Blind leistungskompensation, welche sich positiv auf die Netzstabilität auswirkt. Diese Technologie ermöglicht es auch, teure Lastspitzen aus dem Netz zu reduzieren. Die benötigte Energie wird dann nicht aus dem Netz, sondern aus dem gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis entnommen. Dies soll einen energieeffizienten Betrieb des Mehrachs systems gewährleisten. Weitere Vorteile sind, dass die Rückspeisung mit sinusförmigen Netzströmen erfolgt und dass der Zwischenkreis auf eine konstante Spannung geregelt wird, die unabhängig ist von der in vielen Ländern und Regionen unterschiedlichen Netzversorgungsspannung. Damit steht für die Antriebe in den dSpace-Lenkungsprüfständen immer die gleiche Versorgungsspannung zur Verfügung – die maximale Leistung, die die Prüfstands antriebe erreichen können, ist weltweit identisch. Die hohe Dynamik und Präzision bei der echtzeitnahen Simulation und Prüfung von Lenksystemen machen die mechatronischen Lenkungsprüfstände von dSpace zu einem wichtigen Entwicklungswerkzeug. Das Mehrachssystem ServoOne von Keba sorgt als „Spurhalteassistent“ dafür, dass regelungstechnisch die Richtung stimmt. Fotos: Keba Industrial Automation Germany GmbH www.keba-lti.com 46 antriebstechnik 2020/04 www.antriebstechnik.de

ABRIEBFESTE ANTRIEBSRIEMEN AUF TPU-BASIS Mit dem Super Flex Polar Riemen hat Gates seine aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) gefertigte Produktlinie ausgebaut. Der Antriebsriemen verfügt über spiralförmig gewickelte Stahlzugträger, ist bis – 30 °C einsetzbar und in Längen zwischen 1,5 und 22,5 m sowie Breiten von 10 bis 170 mm erhältlich. „Dieser Riemen eignet sich für neue Anlagen oder als Ersatz in jeder extrem kalten Arbeitsumgebung, um den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht zu werden. Zudem erfordert unser Produkt keine besondere Bestellung, was auf dem Markt völlig neu ist“, sagt Gates-TPU- Produktmanager Heinz Watzinger. Die Ausführung erfolgt wahlweise in Standardstahl, hochfestem Stahl, hochelastischem Stahl oder Edelstahl. Um Reibung zu verringern und die Geräuschkulisse zu senken, kann optional auch ein Nylongewebe auf der Zahnseite aufgebracht werden. Für weitere Anpassungen stehen mehr als 30 Beschichtungsmaterialien und rund 3 000 Schweißprofile zur Wahl. www.gates.com SYSTEMKONFIGURATOR SPART ZEIT UND KOSTEN Mit ihren A-Tec Motorstartern bedient die LQ Mechatronik-Systeme GmbH den Dezentralisierungstrend im Maschinen- und Anlagenbau und verfolgt das Ziel, die Anzahl von Einzelbauteilen zu reduzieren. Diese sollen in Funktionseinheiten zusammengefasst werden, sodass Stücklisten verkürzt und Schaltpläne übersichtlicher gestaltet werden können. Diesen Ansatz unterstützt ein neuer Systemkonfigurator, der bereits in der Konstruktionsphase zum Einsatz kommt, den Aufwand reduziert und die Projektierung erleichtert. Bei der Berechnung geeigneter Funktionen greift die Software auf standardisierte Produkte aus dem EnergyLink Systembaukasten zu. Dieser beinhaltet u. a. X-Tec Steckverbinder und W-Tec Energiekabel, die sich als kompakte Alternative zu großdimensionierten Rechtecksteckern anbieten. www.lq-group.com SCHMIERSTOFFGEBER FÜR ELEKTROMOTOREN DREHGEBER Vielfältige Drehgeber Zahlreiche Elektronik-, Mechanik- und Softwareoptionen Drehgeber-Serie ETx25 • Vielfältige Anschluss - möglichkeiten und Ausgangssignale • Hohe Qualität und Produktlebensdauer • Made in Germany www.megatron.de DU_Megatron_ETA_antriebstechnik4_90x60.indd 1 04.03.20 12:14 PERFORMANCE FÜR HÖHERE DREHZAHLEN Eines der Spezialgebiete von Sieb & Meyer sind Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen. Auf Basis der neuen Entwicklungsplattform SD4x will das Lüneburger Unternehmen eine Geräteserie entstehen lassen, die in jeder Hinsicht zukunftsfähig ist. Die Geräte unterstützen neue Schnittstellen und bieten eine Reihe von zusätzlichen Funktionen. Anwender sollen von höheren Drehzahlen und einer deutlich verbesserten Performance profitieren. Der SD4S ist der erste Frequenzumrichter der Produktfamilie. Er ist für kleine Hochgeschwindigkeitsspindeln bzw. -motoren mit wenigen hundert Watt Leistung konzipiert. www.sieb-meyer.de 0001421380_000001.pdf - 07.01.2015 Gewalzte Ringe Zu einem effizienten und wirtschaftlichen Schmierungskonzept gehört neben der Wahl des passenden Schmierstoffs auch die Gestaltung der Nachschmierung. Passend zu seinem automatischen Schmierstoffgeber Concept2, der bis zu zwei Schmierstellen autark mit Schmierstoff versorgen kann, hat Schaeffler ein E-Kit speziell für Elektromotoren entwickelt. Damit können Betreiber ihre E-Motoren kostengünstig mit dem Concept2 nachrüsten. Das E-Kit beinhaltet sowohl den Schmierstoffgeber Concept2 als auch das komplette Zubehör für Montage und Installation. Mit automatischen Nachschmiergeräten wird frischer Schmierstoff in abgestimmter Menge zum richtigen Zeitpunkt an die Kontaktstellen des Wälzlagers gefördert. Unter- sowie Überschmierung und dadurch hervorgerufene Ausfallzeiten lassen sich ebenso zuverlässig vermeiden wie die Verschmutzung der Anlage durch überschüssigen Schmierstoff. www.schaeffler.com Zylindrisch oder profiliert. Außendurchmesser von 150 - 2000 mm, Gewicht von 3 kg - 1500 kg. Werkstoffe: Bau-, Edelbau- und Wälzlagerstähle, Werkzeugstähle, Rostfrei-Qualitäten, Nickelbasisund Titanlegierungen. Gewalzte Ringe • Blankstahl Platestahl Umformtechnik GmbH Platehofstraße 1 - 58513 Lüdenscheid - Germany Tel.: 02351 439-0 - info@platestahl.com Fax: 02351 439-355 - www.platestahl.com www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/04 47 Platestahl.indd 1 06.12.2018 17:58:29