Individualität nach Maß

Technik | Antriebstechnik

Synchronmotoren – Ein Forschungsprojekt untersucht Möglichkeiten zu einer autonomen Zustandüberwachung von Antrieben. Synchron-Kompaktmotoren mit integrierter Antriebselektronik sind auf die zusätzlichen Möglichkeiten vorbereitet.

30. Oktober 2013

Ein andauerndes Problem beim Betrieb von nahezu jeder Maschine oder Anlage ist das Auftreten von Schäden aufgrund von Verschleiß, fehlerhafter Montage oder Überlastung. Ungeplante Ausfälle lassen sich deshalb nur vermeiden, wenn der Zustand aller maßgeblichen Komponenten permanent überwacht wird, um vor dem Auftreten von Schäden gezielt eingreifen zu können.

Einen neuartigen Ansatz zur Lösung dieses Problems versucht ein hochkarätig besetztes Konsortium aus Wissenschaft und Industrie in dem Projekt AutASS innerhalb des Förderprogramms »Autonomik – Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand« des Bundeswirtschaftsministeriums. Das Akronym AutASS steht für Autonome Antriebstechnik durch Sensorfusion für die intelligente, simulationsbasierte Überwachung und Steuerung von Produktionsanlagen.

Ziel des Projekts ist es, die vorhandene Hardware eines modernen Antriebsmotors so zu nutzen, dass die Auswertung seiner Stromsignatur mittels Eigenintelligenz quasi »autonom« eindeutige Aussagen zum Zustand des Motors wie auch der Komponenten des Antriebsstrangs ermöglicht. Die Motoren in einer Anlage sollen somit als eigenständige, intelligente Sensoren agieren, es entfallen aufwendige Installationen, ein zentraler Steuerungsrechner und zusätzliche Aktoren. Zukünftig soll das entwickelte Verfahren in diversen Branchen zum Einsatz kommen und frühzeitig auf Schäden hinweisen, die durch Verschleiß, fehlerhafte Montage oder Überlastung entstehen.

Projektführer ist der Elektroantriebsspezialist Hanning Elektro-Werke aus Oerlinghausen, der die »AutASS-Technologie« erstmals in einem marktfähigen Produkt umsetzen will. Dessen neuer Synchron-Kompaktantrieb Hamotic Varicon mit einer Leistung von 1,1 Kilowatt verfügt dazu über eine motornahe Antriebselektronik im B-Lagerschild, die auf die jeweils eingesetzte Motorvariante konfiguriert wird. Der Klemmenkasten ist für zusätzliche Hardware für die AutASS-Funktionalität vorbereitet.

Die Motoren übertreffen die Wirkungsgrad-Anforderungen der Effizienzklasse IE3, die für drehstromgespeiste Antriebe ab 2017 Gültigkeit hat. Der schnelle digitale Signalprozessor (DSP) sowie hoch entwickelte Algorithmen gewährleisten eine optimale Regelung. Die vielseitig verwendbare Schnittstelle verbindet die Steuerelektronik und ein kundenspezifisches Bedienteil mit Folientastatur, das die Abfrage umfangreicher Diagnosefunktionen ermöglicht. Kombiniert mit einer seriellen Schnittstelle sowie einem CANopen- oder Profibus-DP-Interface, kommt der Antrieb auch in komplexen Anlagen zum Einsatz.

Angepasste Vielfalt

Die Produktreihe Hamotic umfasst kompakte, robuste und leicht bedienbare komplette Systeme in Synchron- oder Asynchrontechnologie, deren Geometrie, Leistung und Funktion exakt auf den Bedarf der jeweiligen Applikation abgestimmt und einbaufertig geliefert wird, sowie Antriebe mit oder ohne Gehäuse, gekapselt oder als Kompaktantrieb mit integrierter oder angebauter Elektronik.

So bieten zum Beispiel die komplett vergossenen Motoren der Serie Hamotic Cap einen ausgezeichneten Schutz vor Feuchtigkeit und Nässe und gewährleisten deshalb sichere Prozessabläufe bei rauen Umgebungsbedingungen, etwa für Einsätze in Waschstraßen oder Schwimmbadfilterpumpen. Die Kapselung der Wicklung mit Epoxid- oder Polyurethanmasse verbessert nicht nur die Vibrationsfestigkeit, sondern erhöht zudem die Wärmeleitfähigkeit und damit die Leistungsdichte deutlich.

Vor allem im Maschinenbau, in der Fördertechnik, in Vakuumpumpen oder Lüftern spielen die robusten Motoren der Baureihe Hamotic Pro ihre Stärken aus. Meist werden sie dabei als Industriemotor für Getriebeanwendungen in diversen Sonderauslegungen ausgeführt, etwa mit IP55-Schutz oder spezifischen Wellen und Lagerschilden. Als Synchronantrieb für Textilmaschinen wird der Hamotic Pro auf Wunsch mit Sonderelektronik, speziellen Geometrien, Ableitbürste und Luftspaltwicklung ausgestattet.

Für viele Zwecke

Die gehäuselosen und energiesparenden Antriebe der Serie Hamotic Compact sind für den direkten Einbau in Anlagen und Geräte vorgesehen. Erhältlich sind sie als Einphasen-Wechselstromvarianten mit einer Leistung bis 3,0 Kilowatt oder als Drehstrommotoren mit bis 7,5 Kilowatt. Motoren mit Anschlussleitung gibt es mit verschiedenen Steckervarianten.

Zum Einsatz kommen die kundenspezifisch angepassten gehäuselosen Antriebe beispielsweise als zwei-, vier- oder sechspolige Varianten mit hohen Anlaufdrehmomenten für Tür- und Torantriebe. Andere Varianten arbeiten als starker Unterölmotor in der Schutzklasse IP00 mit Nennleistungen bis 5,5 Kilowatt, als Zentrifugenantrieb mit Drehzahlen bis 25.000 min-1 oder in Wasch- und Spülmaschinen mit Drehzahlen von 400 bis 18.000 min-1.bt z

Auf einen Blick

- Die Hanning Elektro-Werke GmbH & Co. KG in Oerlinghausen ist ein führendes Unternehmen im Bereich Antriebs-, Geräte- und Verstelltechnik.

- Der Geschäftsbereich Antriebstechnik fertigt industrielle Antriebssysteme mit Motoren bis 7,5 Kilowatt in Synchron- und Asynchrontechnik einschließlich der Elektronik und Software.

- Die Dreh- und Wechselstrommotoren der Baureihe Hamotic entwickelt und fertigt das Unternehmen als individuelle Systeme mit maßgeschneidertem Drehmoment, Wirkungsgrad oder geometrischen Abmessungen.

Erschienen in Ausgabe: 08/2013