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63 mm Antrieb mit inte­grierter Regel­elek­tronik

Baukasten für einfache Eigen­kon­fi­gu­ra­tion von modernen EC-Antrieben erwei­tert


Hohe Effi­zienz ist nur durch opti­male Anpas­sung aller Kompo­nenten möglich. Dies gilt beson­ders für die rich­tige Wahl und Ausfüh­rung von Antrieben. Aller­dings dürfen die Entwick­lungs­kosten nicht zu hoch und die Entwick­lung selbst nicht zu zeit­auf­wändig werden. Hier punkten Antriebe, die auf einem umfang­rei­chen Baukas­ten­system aufbauen. Die Palette der Möglich­keiten erwei­tert nun in der Klasse der Antriebe mit 63 mm Durch­messer ein Motor mit inte­grierter Regel­elek­tronik. So lässt sich neben der Mechanik auch die Rege­lung über Schnitt­stellen indi­vi­duell und einfach den Gege­ben­heiten vor Ort anpassen.

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Bild 1: Der neue ECI63 K4 mit inte­grierter Motor­in­tel­li­genz für opti­male Effi­zienz

Ob komplexe Anlagen mit vielen Antrieben oder spezi­elle Mess­ge­räte mit hohen Anfor­de­rungen an die Rege­lung, moderne Technik ist auch beim Antrieb auf eine möglichst feine, indi­vi­du­elle Abstim­mung ange­wiesen. Um den Anwen­dern hier eine wirk­lich univer­selle Antriebs­lö­sung zu bieten, rüstet ebm-papst St. Georgen nun seine bewährten ECI-63 Motoren mit einer inte­grierten Regel­elek­tronik aus (Bild 1). Der Baukasten wird um die soge­nannte K4-Ausfüh­rung mit erwei­terter Basis­aus­stat­tung ergänzt, mit der sich der Antrieb beson­ders flexibel einsetzen lässt.

Modu­larer Vorteil

Indi­vi­dua­lität ist Trumpf, kostet aber im Vergleich zur Serie viel Geld. Massen­fer­ti­gung ist deut­lich preis­werter, kostet aber Effi­zienz durch mangelnde Abstim­mung. Mit einer Baukas­ten­lö­sung profi­tiert der Anwender einer­seits von der preis­werten Massen­fer­ti­gung der einzelnen Module und kann ande­rer­seits auf einen nach seinen Maßgaben indi­vi­duell gestal­teten Antrieb zugreifen. Die ECI-Familie setzt jetzt bei den 63-mm-Motoren eine weitere Stufe der Indi­vi­dua­li­sie­rung um. Neben den bekannten Modulen für Getriebe, Bremsen, Encoder usw. sind nun Motor­mo­dule mit voll inte­grierter Regel­elek­tronik verfügbar (Bild 2).

Bild 2: Durch indi­vi­du­elle Modul­zu­sam­men­stel­lung für prak­tisch jeden Anwen­dungs­fall den idealen Antrieb finden

Die kompakten Motoren stehen je nach gewünschter Leis­tung in Motor­va­ri­anten mit 20, 40 und 60 mm Stator­länge zur Wahl. Dabei leisten die Motoren mit ausge­prägter Über­last­fä­hig­keit je nach Ausfüh­rung zwischen 150 und 400 W an der Abtriebs­welle bei einem Wirkungs­grad von rund 90 %.Die inte­grierte K4-Regel­elek­tronik bietet eine Sinus­kom­mu­tie­rung, die es gestattet mit feld­ori­en­tierter Rege­lung bis Dreh­zahl 0 sowie einem Dreh­zahl- und Dreh­mo­ment­regler das Poten­tial des Motors voll auszu­nutzen. Dabei werden durch den sanften Strom­an­stieg per Sinus­kurve Kommu­tie­rungs­ge­räu­sche vermieden. Der Motor läuft sehr leise und vibra­ti­onsarm, wozu auch die wartungs­freien Kugel­lager beitragen.

Für die externe Kommu­ni­ka­tion sorgen mehrere digi­tale und analoge Schnittstellen.Über einen RS485-Anschluss kann die Elek­tronik auch nach­träg­lich noch einfach parame­triert werden und lässt sich so auch bei sich ändernden Gege­ben­heiten beim Endkunden ideal anpassen. Die über­sicht­liche Bedien­ober­fläche „Kick­start“, unter­stützt den Anwender beim Setzen von Para­me­tern sowie bei der Wahl des Betriebs­modus (Dreh­zahl-, Posi­tio­nier- oder Dreh­mo­ment­modus) und ermög­licht eine schnelle Abstim­mung auf die jewei­lige Anwen­dung. In die Elek­tronik inte­grierte Schutz­funk­tionen erlauben die Leis­tung des Antriebs voll auszu­schöpfen, ohne dass die Lebens­dauer oder Zuver­läs­sig­keit darunter leidet.

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Bild 3: Einfach zu bedie­nende Bedien­ober­fläche der Soft­ware „Kick­start“

Der dyna­mi­sche EC-Motor mit inte­grierter Regel­elek­tronik lässt sich einfach mit den bewährten Planeten- und Kronrad(winkel)getrieben von ebm-papst Zeit­lauf kombi­nieren und trägt so dem Baukas­ten­ge­danken Rech­nung. Die effi­zi­enten Getriebe decken einen weiten Unter­set­zungs­be­reich von 6,7 bis 33,3:1 bei den Winkel- und 3,2 bis 30:1 bei den Plane­ten­aus­füh­rungen ab.

Der Kompakt­an­trieb nach Maß eignet sich für sämt­liche Anwen­dungen inner­halb der indus­tri­ellen Antriebs­technik, insbe­son­dere für die Bereiche Auto­ma­ti­sie­rungs­technik, Medi­zin­technik, Intra­lo­gistik, Verpa­ckungs­technik, Zugangs­steue­rung und batte­rie­ge­trieben Anwen­dungen. Mit der einstell­baren Dreh­mo­ment­be­gren­zung sind auch Wickel- und Spulen­an­triebe in der Textil­in­dus­trie bzw. die Labor­technik mit präzisen Leis­tungs­an­for­de­rungen für den Antrieb kein Problem.

Sinus­kom­mu­tie­rung, hoch­genau und leise

Die bei großen Motoren für die Rege­lung oft einge­setzte Puls­wei­ten­mo­du­la­tion führt bei klei­neren Antrieben zu Unge­nau­ig­keiten und Dreh­zahl­schwan­kungen vor allem im nied­rigen Dreh­zahl­be­reich. Grund hierfür ist die gerin­gere Massen­träg­heit des Läufers. Geht man statt­dessen zur Ansteue­rung über ein Sinus­si­gnal mit drei analogen Sinus­wellen über, ist die Lauf­ruhe auch bei nied­rigen Dreh­zahlen und kleinen Träg­heits­mo­menten garantiert.Dem konti­nu­ier­li­chen, sinus­för­migen Strom­ver­lauf kann der Läufer ohne Beschleu­ni­gungs- oder Rast­mo­mente folgen.

Die herkömm­liche Puls- oder Block-Kommu­tie­rung führt zusätz­lich zu radialen und tangen­tialen Kräften. Beson­ders bei recht­eckigem Strom­ver­lauf bilden sich dann lokal recht­eck­för­mige Kräfte, die zu sprung­artigen Schwin­gungs­an­re­gungen am Stator führen können. Die so entste­henden Geräu­sche, oft als „Kommu­tie­rungs­ge­räusch“, bezeichnet sind nicht zu unter­schätzen. Abhilfe schafft nur eine Ansteu­er­elek­tronik wie die K4 mit sinus­för­migen verlau­fenden Strömen.

Die Sinus­an­steue­rung redu­ziert bzw. besei­tigt dann den Kommu­tie­rungs­an­teil am Betriebs­ge­räusch weit­ge­hend und sorgt für einen sanften vibra­ti­ons­armen Lauf von Dreh­zahl 0 an über das gesamte Dreh­zahl­band.

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