22. JULI 2018

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Schlank ist er auch noch


Meinung | Interview

Günter Grossmann, Stöber Antriebstechnik präsentiert auf der SPS IPC Drives 2017 eine bahnbrechende Neuheit: den LeanMotor. Im exklusiven Interview mit automation-Chefredakteur Joachim Vogl beschreibt der Produktmanager die Vorteile des konsequent sensorlosen Elektroantriebs. Ein Wirkungsgrad von bis zu 96 Prozent soll möglich sein.
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Herr Grossmann, auf der SPS IPC Drives 2017 werden Sie einen konsequent sensorlosen Elektroantrieb präsentieren. Was hat es damit auf sich?
Wenn wir von sensorlos sprechen, dann meinen wir damit den Verzicht auf Encoder oder Resolver zur Erfassung der aktuellen Position der Motorwelle. Um diese wichtige Aufgabe in der Regelstrecke zu erfüllen wird der Motor selbst als Positionsgeber benutzt. Der Motor erhält konstruktiv ein anisotropes Verhalten bezüglich seiner Induktivität. Antriebsregler können diese Eigenschaft nutzen, um daraus die Position der Welle abzuleiten. Dies ermöglicht die Kontrolle von Drehzahl und Drehmoment über den Geschwindigkeitsbereich des Motors. Auch bei Drehzahl Null ist eine Drehmomentkontrolle möglich. Damit werden Eigenschaften eines Servoantriebs auch ohne Encoder ermöglicht.

Der Motor hat einen Wirkungsgrad von bis zu 96 Prozent. Ist damit die Grenze des technisch Machbaren bereits erreicht oder sind Sie schon dabei, weitere Optimierungsmöglichkeiten auszuloten?
Eines der vorrangigen Entwicklungsziele war es, die Energieeffizienz zu maximieren. Dazu haben wir die positiven Eigenschaften der permanentmagneterregten Servomotoren und Reluktanzmotoren kombiniert. Gleichzeitig wurden die Materialeigenschaften so gewählt, dass die eisenbehafteten Verluste gering bleiben. Natürlich darf man bei einer Motorkonstruktion die Kosten nicht aus den Augen lassen. Unter den aktuellen Bedingungen ist schwer vorstellbar, den Wirkungsgrad bei vertretbarem Aufwand weiter zu verbessern.

Wie stellt sich der neue Motor in Sachen Energieeffizienz dar?

Eine direkte Einordnung in Effizienzklassen ist zwar nicht möglich, da diese aktuell nur für Asynchronmotoren bei direktem Netzbetrieb definiert sind. Vergleicht man aber die erzielbaren Wirkungsgrade im Nenn-Arbeitspunkt, dann zeigt sich, dass in den entsprechenden Leistungsklassen die jeweiligen IE4-Anforderungen übertroffen werden. In Anwendungen, die unter wechselnden Lasten und Drehzahlen betrieben werden, spielt natürlich auch die zu beschleunigende Masse eine Rolle. Aufgrund der kleineren Massenträgheit kann sich hier der LeanMotor klar von einem Asynchronmotor absetzen: weniger Masse – weniger Energieaufwand.

Letztlich ist es ja auch immer eine Materialschlacht. Einerseits werden hochwertige und leichte Materialien benötigt und verbaut. Andererseits treibt dieser Einsatz die Kosten in die Höhe. Wie geht Stöber mit dieser Herausforderung grundsätzlich um?
Durch Ausnutzen der Synergien aus permanentmagneterregtem Servomotor und Reluktanzmotor haben wir es geschafft, trotz reduziertem Einsatz von Magnetmaterial mehr Drehmoment zu Verfügung zu stellen als dies ein baugleicher Servomotor kann. Um das zu realisieren, brauchen Sie erfahrene Entwickler die die magnetischen Kreise optimieren können. Durch die insgesamt kleineren Abmessungen zu einem vergleichbaren Asynchronmotor ist der Materialeinsatz an allen Gehäusekomponenten kleiner. Ein Encoder wird nicht benötigt und damit fällt natürlich auch ein Kabel weg.

Sie sprechen beim LeanMotor von einem deutlich reduzierten Aufwand bei der Installation. Wie kommt das?

Die Inbetriebnahme eines Motors beginnt mit dem Einbau und ein kleiner und leichter Motor ist hier gegenüber einem großen und schweren Asynchronmotor klar im Vorteil. Bei der elektrischen Installation kommen alle Vorteile einer Ein-Kabel-Motorlösung zum Tragen: reduzierter Verlegeaufwand, kleinere Schleppketten, kleinere Schaltschrankdurchführungen. Bei der Inbetriebnahme stehen die Motorparameter in den Antriebsreglern SI6 und SC6 zur Verfügung. So ist auch diese Aufgabe innerhalb kürzester Zeit erledigt.


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aut 08/2017
Unternehmen:
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Stöber Antriebstechnik GmbH & Co. KG
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