Drehgeber

Gute Freunde der Antriebe

Kübler ist in der Antriebstechnik stark verwurzelt und will mit seinen Lösungen ein starker Partner an der Seite der Hersteller sein und Mehrwerte bieten. Dazu gehören auch smarte lagerlose Drehgeber in Asynchronmotoren.

13. November 2018
Gute Freunde der Antriebe
1 Lagerlose Drehgeber mit Smart Technology sind bereit für intelligente Motoren und sie sparen Platz und Kosten ein. (© Kübler)

Der weltweit am meisten eingesetzte elektrische Antrieb im industriellen Umfeld ist der Asynchronmotor. Dieser wird vor allem bei hohen externen Massenträgheitsmomenten und für einen kontinuierlichen und präzisen Rundlauf der Achsen gebraucht. Damit dies gelingt, werden Asynchronmotoren mit einem Frequenzumrichter betrieben und für die Erfassung der Drehzahl inkrementeller Drehgeber als Rückführung verwendet.

Beispiele sind Papier- und Textilmaschinen oder Werkzeugmaschinen, wo es einer konstanten Drehzahl bedarf, um die Vielzahl an Achsen gleichmäßig für eine optimale Produktion anzutreiben. Für solche Einsätze bietet der Sensorspezialist Kübler aus Villingen-Schwenningen ein breites Portfolio an inkrementellen Drehgebern an, welches eine Vielzahl an mechanischen und elektrischen Möglichkeiten bietet.

Exakt positionieren

Ein weiteres breites Anwendungsfeld sind Getriebemotoren, eine Kombination aus Asynchronmotor und Getriebe, die große Drehmomente übertragen können. Absolute Drehgeber überwachen hier die exakte Positionierung; auch nach dem Wiedereinschalten aus einem ungewollten Stillstand steht die absolute Position wieder bereit. Referenzfahrten werden überflüssig und der Produktionsablauf kann ohne Wartezeiten wieder aufgenommen werden. Im Vergleich zu inkrementellen Drehgebern sind marktübliche absolute Drehgeber deutlich länger und benötigen größere Lüfterhauben.

So flach wie keiner

»Das haben wir geändert und bietet den flachsten Multiturn-Drehgeber auf dem Markt an – den Sendix F5883 / F5888«, sagt Arnold Hettich, Produktmanager Positions- und Bewegungssensorik bei Kübler. Dieser sei dank seiner geringen Bautiefe von nur 43 Millimetern und tangentialem Kabelabgang als kompakte Sensorlösung für eine präzise Positionsüberwachung und optimale Drehzahlregelung des Motors geeignet. »Der Motor kann kleiner ausfallen und der Anwender spart Kosten und Platz ein.«

Gemeinsam mit namhaften Antriebsherstellern hat Kübler jetzt auf Grundlage seiner lagerlosen Drehgeber ein integriertes Messsystem für Asynchronmotoren entwickelt, das im Vergleich zu gelagerten Drehgebern sehr leistungsfähig, kompakt und wirtschaftlich ist. Dank einer neuartigen Abschirmtechnologie auf Basis von FEM-Simulationen und trotz magnetischer Störfelder ist Kübler die Integration des kompakten magnetischen Messsystems gelungen.

Eine weitere Neuheit in dieser Umsetzung besteht in der hohen Signalqualität und der daraus resultierenden hohen Regelgüte des Antriebs. Die Lösung bietet smarte digitale Echtzeit-Signalverarbeitung, denn eine digitale, FPGA-basierte Signalverarbeitung regelt ein Driften und Signalfehler durch Temperatur, Alterung oder Einbautoleranzen aktiv aus.

Ergebnis sind genaue und hoch aufgelöste Zustandsgrößen, gute Parametrierbarkeit und ein elektronisches Typenschild. Die integrierten und dabei kompakten Feedbacksysteme verfügen über eine ungewöhnlich hohe Signalgüte und Zuverlässigkeit.

Sensorik steht vor allem in rauen Umgebungen vor großen Herausforderungen. Bei Temperaturschwankungen, Feuchte, Staub oder ständigen Schocks und Vibrationen müssen sie präzise und zuverlässig die Drehzahl von Großmotoren und Generatoren erfassen. Kübler bietet dafür extrem robuste Drehgeber bis zu einem Wellendurchmesser von 42 Millimetern an, die besonders widerstandsfähig gegen Wellenströme sowie schock- und vibrationsfest sind. Dies wird durch den besonders robusten Lageraufbau im HD-Safety-Lock-Design erreicht. Dafür stehen die Drehgeber A020 / A02H und die Sendix-Drehgeber H100 und H120 bereit.

Feedback für Servos

Durch mehr Automatisierung und Dynamik in den heutigen Anwendungen spielen Servomotoren heute und zukünftig eine immer wichtigere Rolle. Diese sind aufgrund ihrer Leistungsstärke und Kompaktheit dazu geeignet, den Anforderungen nach höherer Dynamik, mehr Effizienz und Einsparung von Platz gerecht zu werden. Dazu offeriert Kübler das Motor-Feedback-System Sendix S36, das mit einer gleichbleibenden Baugröße von nur 36 Millimetern alle Singleturn- und Multiturn-Varianten mit einer Auflösung von bis zu 2.048 Sinus-Cosinus-Perioden oder 24 Bit volldigital realisiert. »Das ermöglicht den Anbau von Varianten sowie die Standardisierung des Anbaus von Drehgeber und Motor«, sagt Hettich.

Die Drehgeberplattform schließt alle klassischen und offengelegten Schnittstellen wie SCS open Link oder BiSS-Line als Einkabellösung ein. Kübler will damit maximale Flexibilität bei der Auswahl der elektrischen Schnittstelle bieten. Eine hohe Signalqualität führt zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Servomotors sowie zu einem ruhigen Betriebsverhalten und weniger Wärmeentwicklung.

Das hochgenaue, aber sehr robuste Sendix S36 verwendet aktuelle mechanische Getriebetechnologie, eine torsionssteife Statorkupplung und zuverlässige Steckertechnologie. Damit kann es zuverlässig für einen einwandfreien Dauerbetrieb des Servomotors sorgen – auch wenn es rau wird. Anwender können damit schon heute Smart-Motor-Konzepte realisieren.

Intelligente Analyse

Kübler stattet seine Produkte schon jetzt mit Smart Technology aus. Neben der gängigen Erfassung von Messwerten wie Inkremente und Position werden dabei auch Beschleunigung, Schock, Vibration, Temperatur oder Betriebszeit erfasst und ausgewertet. Bei Kübler spricht man von Analytics. Die Daten werden für eine Zustandsüberwachung von Komponenten und Anlage verwendet, um Condition Monitoring oder Predicitive Maintenance umzusetzen. Ziele sind mehr Anlagenverfügbarkeit und Performance sowie weniger ungeplante Stillstandzeiten durch rechtzeitige Wartungsmaßnahmen. Mit Smart Identification wird jeder Sendix-Drehgeber plug-and-play schnell und einfach in jede Anlage oder Maschine installiert. Dafür sorgt das elektronische Datenblatt mit wichtigen Merkmalen zu Kommunikation, Drehgeber und Umgebung. mk

Erschienen in Ausgabe: 08/2018