Optimierte Wärmeabfuhr und gute EMV

Ein weiteres Argument für dezentrale Servomotoren ergibt sich daraus, dass keine Abwärme der Leistungselektronik den Schaltschrank aufheizt. Eine teure Klimatisierung kann so in vielen Fällen entfallen oder kleiner ausgelegt werden. Erwärmung ist aber auch bei den dezentralen Lösungen ein Thema. Der Motor selbst wird im Betrieb ebenfalls warm und kann dadurch die empfindliche Elektronik aufheizen. Hier sind verschiedene Montagekonzepte auf dem Markt erkennbar: So bauen beispielsweise manche Hersteller die Elektronik parallel zur Achse auf den Motor. Die dezentralen Servoantriebe von Esitron-Electronic haben die Elektronik am rückseitigen Ende des Motors angebaut (Bild 1). Somit sind die empfindlichen Bauteile am weitesten von der Wärmequelle, der Wicklung, entfernt, wodurch die Lebensdauer der Elektronik erhöht wird. Es ist aber auch möglich, die Elektronik kundenspezifisch an anderer Position anzubauen.

Durch den direkten Anbau des Servoreglers an den Motor sind auch keine teuren Motorleistungskabel erforderlich. Neben der Kostenersparnis hat dies auch EMV-Vorteile. Die der Servotechnik immanenten Ableitströme sind unter anderem von der Länge der Leistungskabel zwischen Regler und Motor abhängig. Bei direkt angebautem Servoregler entfällt dieser Anteil und verbessert so die EMV des gesamten Systems.

Intelligente Servoregler

Wie die herkömmlichen Schaltschrank-Servocontroller, die es bei Esitron-Electronic als SC-Serie (Bild 2) ebenfalls gibt, zeichnen sich die dezentralen Servoantriebe vor allem durch ihre Funktionalität aus. Durch zahlreiche autarke Funktionen im Regler wird die SPS entlastet. Dabei dient die Intelligenz im Regler als „Enabler“ für Industrie 4.0. Eine vorausschauende Instandhaltung wird durch integrierte Sensorik, Fehlerspeicher und permanente Betriebsdatenerfassung ermöglicht. Antriebsbasierte Safety in Form von Safe Torque Off (STO) runden die Funktionalität ab.

Die Servoantriebe können in verschiedenen Motion-Control-Arten betrieben werden:

1.  Als reine Positionierlösungen mit einstellbarer Drehzahl, Beschleunigungs- und Bremsrampe: Über die Feldbusschnittstelle kann während der Bewegung eine neue Zielposition oder Drehzahl gesetzt werden.
2.  Im Drehzahlreglermodus mit Positionsüberwachung: Hierbei wird die Drehzahl vorgegeben, mit welcher der Motor dreht, gleichzeitig werden einstellbare Fahrbereichsgrenzen überwacht.
3.  Im Drehmomentreglermodus mit Drehzahlbegrenzung: Diese Begrenzung ist wichtig, wenn mit eingestelltem Drehmoment plötzlich die Last wegfällt, damit der Antrieb nicht „durchgeht“. Das kann zum Beispiel passieren, wenn ein Wickelgut unter Spannung gehalten werden soll und abreißt.

Die dezentralen Servoantriebe stehen für Leistungen von 26 W (demnächst verfügbar) bis 4,4 kW zur Verfügung. Schon ab relativ kleinen Stückzahlen können auch kundenspezifische Ausführungen realisiert werden. Alle Antriebe können optional mit einer Ruhestrombremse und Multiturn- Absolutgebern geliefert werden. Eine Besonderheit der Esimot-Antriebe ist die Möglichkeit, die Signale von externen Encodern für schlupfbehaftete oder Anwendungen, bei denen die Last an- und abgekoppelt wird, aber dennoch die genaue Position stimmen muss, zu verarbeiten.                                                                                                                                                                                                                               

Literatur

1. Esitron-Electronic GmbH, Friedrichshafen: www.esitron.de