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Ob im Schaltschrank oder außerhalb – Regler müssen stets einen kühlen Kopf bewahren. Bild: iStock, Volodymyr Krasyuk
Antriebsregler

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Cold-Plate für Integration

Text: Bülent Göksu und Marcus Gradilone, Kostal
Ob im Schaltschrank oder außerhalb – Regler müssen stets einen kühlen Kopf bewahren. Eine standardisierte Kühlplatte hilft den Komponenten für eine bessere Wärmeabgabe. Damit lassen sich gehäuselose Antriebsregler einfacher integrieren.

Üblicherweise werden Antriebsregler im Schaltschrank oder dezentral auf dem Motor oder als Wandmontage motornah montiert. Mit dem Inveor P von Kostal wurde nun eine technische Lösung geschaffen, die Antriebregler-Elektronik in Systeme zu integrieren oder in einem eigenen Gehäuse zu verbauen. Das Hauptaugenmerk liegt hier auf dem Stichwort Integration, denn der Regler ist komplett und unsichtbar in die vorhandene Applikationsumgebung und das Gehäuse des Kunden integrierbar. Kunden können ihr Produktdesign in einem eigenen Gehäuse realisieren, um somit ihre eigene bestehende Produktfamilie zu erweitern.

Dabei führt die Integration von diskreter Leistungs­elektronik in spezifische Gehäusekonstruktionen zu der Problemstellung, dass viele thermische Senken wie Montageplatten, Maschinengussteile oder verrippte Gehäuseteile, mit dem Leistungshalbleiter der Antriebs-Elektronik verbunden werden müssen. Diese Verbindung unterliegt hohen qualitativen Anforderungen in Bezug auf die mechanische und thermische Anbindung.

Kalte Platte für die richtige Temperatur

Als technische Lösung wurde deshalb eine standardisierte Kühlplatte (Cold-Plate) als Kühlschnittstelle zur Systemumgebung entwickelt. Die kompakte, glatte Cold-Plate kann einfach und kostengünstig mit vorhandenen thermischen Senken verbunden werden. Die resultierenden Abmessungen der Kühlplatten sind hierbei ein Ergebnis aus ausreichender Biegesteifigkeit und Kompaktheit, wobei umlaufend eine Fläche vorgesehen ist, um zur Erhöhung der Schutzart hier eine kundenspezifische Haube anbringen zu können.

Dabei erlaubt die standardisierte Cold-Plate die einfache Adaption der vorhandenen thermischen Senke der Kundenapplikationsumgebung. So werden Synergien in der Kundenapplikation genutzt um die Abwärme der Leistungselektronik an die Umgebung abzugeben. Hierdurch müssen keine zusätzlichen mechanischen Kühleinrichtungen mehr integriert werden. Die großen thermischen Reserven der Antriebs­Eelektronik von Kostal eröffnet dem Kunden bei seiner Auslegung einen Spielraum bis 85 °C in den Umgebungstemperaturen der Leistungselektronik.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Elektronik zu 100 Prozent auf der motormontierten Variante Inveor M basiert, die bereits eine geprüfte und zertifizierte Produktfamilie ist. Durch diese Gleichteilestrategie können zum einen die Kosten gering gehalten werden und zum anderen kommen so alle Produktpflegemaßnahmen des Volumenprodukts Inveor M auch in dem Nischenprodukt Inveor P zum Einsatz. Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes ist die umfangreiche Standarddokumentation der Inveor-Familie, die es bei einer individuellen Entwicklung in dieser Form meist nicht gibt.

Integrierbar in viele Steuerungsumgebungen

Der Inveor P bietet ähnliche Konfigurationsmöglichkeiten wie der Inveor M und kann mit vielen Optionen über den Inveor-Merkmalsschlüssel konfiguriert werden. Auch der Inveor P deckt wie die gesamte Inveor-Familie mit fünf Baugrößen ein Spektrum von Motorleistungen im Bereich von 0,25 bis 22 kW ab. Der Inveor P kann mit CANopen, EtherCAT, Modbus, Profibus, Profinet und Sercos ausgestattet und somit in fast alle gängigen Steuerungsumgebungen direkt integriert werden.

Darüber hinaus bietet wie die gesamte Produktfamilie auch der Inveor P eine frei programmierbare Soft-SPS-Lösung mit der es möglich ist, den Inveor im Automatisierungsprozess noch flexibler einzusetzen. Um die Steuerungsebene zu entlasten, können so kleinere Routinen im Antriebsregler direkt abgebildet werden.

Der Inveor P ist somit in doppelter Hinsicht flexibel: Zum Einen ermöglicht die Cold-Plate eine intelligente Verbindung mit den verschiedenen Gegebenheiten der Umgebungssituation, zum Anderen lässt er sich bestmöglich für die Anforderungen verschiedener Applikationsumgebungen konfigurieren. Bei der Integration in die Kundenumgebung unterstützt die Kostal-Applikationsabteilung.

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