Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Schrittmotoren werden in grossen Stückzahlen in der Automation eingesetzt. Es sind starke Motoren. Der magnetische Kreis ist so gestaltet, dass der Motor im gesteuerten Betrieb mehr oder weniger definierte Lagen einnehmen kann. Damit kann der Motor mit geringem Steuerungsaufwand angetrieben werden.Wird ein derart gesteuerter Schrittmotoren beim Verfahren oder in einer Stillstandsposition mechanisch zu stark belastet, kann er "wegkippen". Die Anlage muss in diesem Fehlerfall neu initialisiert werden, was immer zum Produktionsausfall führt. Es liegt auf der Hand, dass der Anlagenbesitzer das Risiko minimiert, indem die Motoren maximal möglich bestromt werden.Der "Energiesparende Schrittmotorantrieb" soll durch eine geeignete lageabhängige Bestromung in der Art gesteuert werden, dass der Motor nur den Strom aufnimmt, den er für eine entsprechende Kraft benötigt. Damit kann der Zykluswirkungsgrad des Antriebs drastisch erhöht werden. Anhand eines Prototyps soll die wirtschaftliche Herstellbarkeit des "Energiesparenden Schrittmotorantriebs" unersucht werden.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
LEAG Antriebstechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Berchten,S.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Schrittmotoren sind starke und effiziente Energiewandler. Sie werden im Bereich von 0.01 Nm bis 100 Nm gebaut. Motoren mit einem Drehmoment von 1 Nm sind dabei am häufigsten vertreten. In der Schweiz werden jährlich ca. 600?000 Schrittmotoren verkauft, in Anlagen eingebaut und meist nur mit einer einfachen Ansteuerungselektronik betrieben. Für diese Elektronik werden auf dem Halbleitermarkt spezielle IC angeboten.Zwecks Erhöhung der betrieblichen Sicherheit (Lageverlust) werden die Motoren in der Praxis bei einfachen Steuerungen mit 80 bis 100 % bestromt. Die Möglichkeit der Stromabsenkung wird dabei meist nicht berücksichtigt.Beim ?energiesparenden Schrittmotorantrieb? wird der Motor, durch eine geeignete lageabhängige Bestromung in der Art angesteuert, dass er nur dann Strom aufnimmt wenn er eine Kraft erzeugen muss.Mit Standard Servokomponenten der Fa. ?LEAG Antriebstechnik AG? liessen sich auf Anhieb 1?300 RPM erreichen. Um auf die vom Markt geforderten 3?000 RPM zu kommen, war der Einsatz einer neuen Kommutationssteuerung, bei der ein 75 MHz RISC - Prozessor sowie eine entsprechend optimierte Stromregelung zur Anwendung kommt, notwendig.Die Ausmessung der Aufnahmeenergie des ?New Steppers? im direkten Vergleich mit einer Standardlösung ergab mindestens die Halbierung der Energiekosten.Aufgrund der positiven Messwerte soll in einem Folgeprojekt versucht werden, Maschinenbauer, die im grösserem Umfang Schrittmotoren einsetzen, von den Vorteilen der gefundenen Lösung zu überzeugen und Feldtests durchzuführen.Die Vorteile sind:- Halbierung der Betriebskosten durch Energieeinsparung- Erhöhung der Betriebssicherheit (Lage wird dauernd überwacht)- Erhöhte dynamische Antriebsleistung- Thermische Reserven, welche die Halbierung der Taktzeiten ermöglichen oder günstigere Komponenten erlaubt.Die Amortisationsdauer der Zusatzkosten, allein durch die Energiekosteneinsparung, liegt dabei für einen Motor mit einer Aufnahmeleistung von 100 W im Bereich von 8 bis 12 Monaten.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
LEAG Antriebstechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Berchten,S.
Zugehörige Dokumente
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