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Ohne unerforderliche Komponenten, wie der eine oder andere Stecker, lassen sich dezentrale Servoantriebe leichter implementieren. Bild: StevenAllan, iStock
Servoantrieb

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Ohne Ballast

Text: AMK
Dezentrale Antriebslösungen schaffen Platz im Schaltschrank. Übertreibt man es aber mit der Verkabelung, hat man nichts gewonnen. Daher ist der neue Servoantrieb eines schwäbischen Herstellers mit einem Hybridkabel versehen.

Huckepack auf dem Motor oder in unmittelbarer Nähe ganz dicht dran – das waren bisher die Möglichkeiten, um die Antriebsregelung aus dem Schaltschrank zu holen. Welches Konstruktionsprinzip das bessere ist, darüber entscheidet die Applikation. Spricht vor allem der Kabelverzicht für die integrierte Lösung, bieten abgesetzte Kombinationen flexiblere Montagemöglichkeiten.

Mit der integrierten dezentralen Servolösung ihXT kann AMK nun aus einem dezentralen Systembaukasten heraus beide Kombinationsmöglichkeiten anbieten. Abgesetzte Lösungen hat das Unternehmen bereits seit Jahren im Programm. Die neuen Servoantriebe sind für den unteren Leistungsbereich von 150 bis 450 Watt ausgelegt. Entsprechend gering fällt die Wärmemenge aus, die die Leistung begrenzt. „Wir haben uns dennoch sehr intensiv Gedanken darüber gemacht, wie wir die entstehende Wärme so effektiv wie möglich aus dem Motor bekommen und wie die Elektronik anzupassen ist“, berichtet Gerd Fecher, Leiter Applikation bei AMK.

Funktional steckt hinter dem Typ ihXT innerhalb der AMKAsmart-­Familie eine Kombination aus Synchron­servomotor und Servowechselrichter. Die integrierten Antriebe sind in puncto Leistung und Abmaße vor allem für Aufgaben in Verpackungsmaschinen, Holzbearbeitungszentren, Getränkeabfüllanlagen oder der Montage- und Handhabungstechnik zugeschnitten. Dort kann setzt man sie für Positionieraufgaben mit hoher Präzision und geringer Leistungsaufnahme ein.

Steckerlos

Weil in diesem Segment häufig über den Preis verkauft wird, bestand neben der skizzierten Leistungsdichte ein weiteres Entwicklungsziel darin, auf alles zu verzichten, was für das Einsatzgebiet nicht unbedingt nötig ist. „Die Anschlusstechnik konnten wir mit unserer schwäbischen Einstellung wirklich clever lösen“, lacht Fecher und verweist dabei auf die pfiffige Steckklemmenverbindung für den Anschluss der Einheiten. Entgegen des Trends, Motoren am liebsten mit abgedichteten Steckern auszuliefern, verzichtet die Neuheit aus Kirchheim ganz darauf. Dennoch hat das Unternehmen vieles für eine schnelle Maschineninstallation getan. Die Entscheidung, ihXT mit einem vorkonfektionierten Hybridkabel direkt im Kasten des Wechselrichters auf dem Motor anzuschließen, fiel bei AMK aus einem schlagkräftigen Grund heraus: Die Steckerkosten sind bei Antrieben kleiner Leistung unverhältnismäßig hoch. „Wir wollen mit der dezentralen Technik Geld bei der Installation sparen und diesen Effekt nicht gleich wieder mit teuren Steckern zunichtemachen“, bringt es der Applikationsleiter auf den Punkt. Erfahrungen zeigen, dass in diesem Leistungsbereich die Systemstecker rund ein Drittel der Kosten des Gesamtantriebs ausmachen. Auch räumlich nehmen sie im Vergleich zu den Abmaßen eines Antriebs kleiner Leistung deutlich zu viel Platz ein.

Dicht und hybridfähig

Den Verzicht auf Hybridstecker konnte AMK mit einer im Detail ausgeklügelten Anschlusstechnik deutlich günstiger und Platz sparender in Schutzart IP65 realisieren. Die Kabeldurchführung in das Gehäuse des Wechselrichters ist mit einer besonderen Manschette mit Kupfereinlage abgedichtet. Dicht ist das Ganze auch in puncto EMV. „Die Antriebselektronik ist im Gehäuse unter der Anschlussplatine geschützt gekapselt, was letztlich die hohe Störfestigkeit sicherstellt“, macht Fecher deutlich. „Wir brauchen für die Installation marginal länger als mit teuren Steckern, die häufig auch noch stören, wenn es wirklich eng wird.“

Da Motorenwechsel in der täglichen Betriebspraxis ein höchst seltenes Ereignis sind, ist den Schwaben wichtiger, die Erstinstallation so einfach und platzsparend wie nur möglich zu machen. Daher sind die Servoantriebe fit für die Hybridkabelanschlusstechnik. Das Ganze ist noch kombiniert mit komfortablen Durchschleifmöglichkeiten.

Auf diese Weise gehören Sternverdrahtungen einzelner Antriebe aus dem Schaltschrank heraus der Vergangenheit an. Die dezentrale Lösung erhält ihre Leistung direkt vom zentralen oder dezentralen Gleichrichter. Der Gleichstrom wird dann per DC-Bus über das Hybridkabel von einem zum anderen Antrieb durchgeschleift. Mit im Mantel befindet sich auch die Ethernet-Kommunikation, bei der AMK Ethercat favorisiert. Wie viele Antriebe sich auf diese Weise hintereinander schalten lassen, hängt vom Leistungsbedarf des Verbundes und der Einspeiseleistung ab. „Wenn Achsen in einer Anlage zeitversetzt arbeiten, können das schon mal 40 Antriebe an einem Strang sein“, erklärt Fecher.

Dieser schlanke Aufbau bringt neben den direkten Vorteilen in puncto Platz, Kosten und Installationszeit auch noch weiteren mittelbaren Nutzen mit sich: Weil die Kabelmassen um bis zu 80 Prozent abschmelzen, fallen Schleppketten deutlich filigraner und leichter aus. Damit müssen bei der Antriebsauslegung geringere Eigenmassen berücksichtig werden, die von den Achsen schließlich mit zu bewegen sind, zum Beispiel bei mitfahrenden Achsen in Portal­systemen.

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