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<H1>www.aud24.net : G. Brandenburg: "Direktantriebstechnik -ein expandierender Markt"</H1>
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Redaktion
> <B><FONT color="#CC3300">Fachbeiträge</FONT></B></TD>
<TD ALIGN=right VALIGN=bottom CLASS=detailDatum>20.12.2004</TD>
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<TD CLASS=detailBildunterschrift>Günther Brandenburg</TD>
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Direktantriebe sind heute zu einem wesentlichen Faktor für eine erhöhte Qualität und Produktivität von Maschinen geworden. Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass sie entweder als rotatorische Direktantriebsmotoren in Form von so genannten Torque-Motoren oder als translatorisch arbeitende Linearmotoren ihre Bewegung ohne mechanische Kraftübertragungselemente, also ohne Zahnrad- oder Riemengetriebe, Zahnstangen oder Spindeln, auf das anzutreibende mechanische System übertragen. Im Prinzip handelt es sich bei servotechnischen Anwendungen in beiden Fällen um permanenterregte Synchronmotoren, wobei Torque-Motoren hochpolige Maschinen mit besonders hohem Nenn- Drehmoment und verhältnismäßig kleiner Nenndrehzahl sind. Linearmotoren können in „eisenloser“ Bauweise hohe Beschleunigungen, aber nur relativ kleine Nennkräfte aufbringen, bei Ausführung des magnetischen Kreises mit Eisenrückschluss sind dagegen hohe Kräfte im Bereich von fast 10.000 N realisierbar. Die Nachteile mechanischer Bauelemente, wie beispielsweise eine endliche Steifigkeit und die dadurch hervorgerufene Schwingungsanfälligkeit des Antriebsstrangs, Lager-, Gelenk- und Getriebespiel, Reibung und andere Eigenschaften, die Ursachen von Bewegungs-Ungenauigkeiten sind, Geräuschemission und Verschleiß werden bei Direktantrieben gänzlich vermieden oder zumindest stark verringert. Während bei „harten“ konventionellen Antriebssträngen die dominanten Eigenfrequenzen wenige 100 Hz nicht überschreiten, liegen sie bei Systemen mit Direktantrieben im kHz-Bereich. Daher können die Drehzahl- und Lageregelkreise mit wesentlich höheren Grenzfrequenzen ausgeführt werden, was die Dynamik und die Präzision der Bewegungen deutlich erhöht. Um allerdings die Eigenschaften der Direktantriebsmotoren wirksam werden zu lassen, ist ein höherer regelungstechnischer Aufwand als bei konventionellen Lösungen notwendig. So sind Filter höherer Ordnung zur Bedämpfung der durch Identifikationsverfahren zu ermittelnden mechanischen Eigenfrequenzen vorzusehen. Eine hohe Führungsgenauigkeit ist durch Vorsteuerung von Ruck, Beschleunigung und Drehzahl zu erreichen und für eine wirksame Störungsunterdrückung sind die geschlossenen Regelkreise mit möglichst kleinen Ersatzzeitkonstanten auszuführen. Dazu sind zum einen hohe Abtastfrequenzen notwendig, zum anderen ist bezüglich der Drehzahlberechnung aus der Lageinformation durch numerische Differentiation auf einen möglichst geringen Oberschwingungsgehalt der Lagesensoren zu achten, da die schnelle Regelung auf diese empfindlich reagiert. Daher bietet sich der Einsatz von rotatorischen oder linearen, genügend schnellen Ferraris-Sensoren zur Beschleunigungsmessung an, woraus dann die Drehzahl durch Integration gewonnen werden kann. Torque- und Linearmotoren können in Form von Bausätzen geliefert werden und lassen sich dann, gegebenenfalls zusammen mit der Leistungs- und Signalelektronik, in das mechanische System zu kompakten Einheiten integrieren. Diese mechatronischen Lösungen erfordern natürlich einen hohen konstruktiven Aufwand und eine enge Abstimmung zwischen den Herstellern von Motoren und denen der Mechanik. Inzwischen stehen aber auch fertig montierte Baureihen mit Gehäuse und Lagern zur Verfügung. Während Linearmotoren schon seit längerer Zeit in der Werkzeugmaschinentechnik ein wichtiges Anwendungsgebiet gefunden haben, gelten als zukünftige Wachstumsmärkte für Direktantriebe Maschinen für die Holz- und Blechverarbeitung, Rundtische für die Montagetechnik, Bestückungsautomaten für die Elektronikfertigung, Hochgeschwindigkeits- Handhabungsachsen und die Aufzugstechnik. Heute werden bereits Drehmomentbereiche von 0,02 Nm bis 9.000 Nm und Kraftbereiche von 30 N bis circa 9.000 N angeboten. <a href="http://www.aud24.net/media/automation-drives/audk2005/ad5a0300.pdf" target="_blank">Vollbeitrag als PDF</a></TD>
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<P><I>Diese Seite wurde am 22.09.2006, 14:01 Uhr aktualisiert</I></P>
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