In unserem FAQ-Bereich finden Sie Antworten auf häufig gestellte Fragen zu unseren Produkten.

Schrittmotoren:

1. Sind Schrittmotoren mit integrierter Steuerung die Zukunft im Low-Cost-Bereich?

Motorintegrierte Antriebe sind aufgrund ihrer Kostenvorteile bei Installation und Inbetriebnahme sowie der schnelleren Anregelzeiten die Zukunft in der Antriebstechnik. Daher liegt das Wachstum dieser Technologie 20% über dem der Standard-Antriebe. Dies gilt mit kleinen Einschränkungen auch für Low-Cost Antriebe.

2. Wo liegen die physikalischen Grenzen und die Nachteile dieser Technik?

Der einzige Nachteil dezentraler Antriebstechnik ist die Baugröße. Ein Motor plus Ansteuerung ist einfach größer.

Der Nachteil, der aber auch in vielen Anwendungen zum Vorteil des Schrittmotors wird, ist der gesteuerte Betrieb. Hier ist der Strom eingeprägt und zur Vermeidung von Schrittverlusten muss der Antrieb überdimensioniert werden. Der Wirkungsgrad ist entsprechend gering, weshalb Schrittmotoren typischerweise bei kleinen Leistungen und im Aussetzbetrieb eingesetzt werden.

Neben der Leistung ist eine weitere physikalische Grenze die Kinematik. Die typische Drehzahl von Schrittmotoren liegt bei 600 U/min. Da der Schrittmotor immer mit maximalem Drehmoment arbeitet, ist die Dynamik begrenzt.

3. Weshalb sind Schrittmotoren so viel günstiger als normale Servomotoren?

An erster Stelle stehen hierbei der gesteuerte Betrieb, ohne Geber, und der geregelte Betrieb mit Rückführung, Geber und Regelelektronik.

Beim Motor selbst ist es die Optimierung auf eine kostengünstige Herstellung beim Schrittmotor und die bestmögliche Performance mit maximaler Leistungsdichte beim Servomotor. Die Drehmoment erzeugenden Materialkosten sind weitgehend identisch.

4. Welche Bus-Anbindung ist möglichst günstig, weit verbreitet und wird noch lange bestehen bleiben?

Aktuell bietet CANopen neben TCP/IP das Beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Durch den Einsatz in Assistenzsystemen im Automobilbau ist auch die Weiterentwicklung sowie die Verfügbarkeit kostengünstiger Hardware gesichert.

5. Welche Art von Bus-Anbindung wird sich in Zukunft bzw. im nächsten Jahrzehnt durchsetzen bzw. welche Bus-Anbindungen werden Sie zukünftig bei Motoren mit integrierter Steuerung einsetzen bzw. anbieten?

Mit dem Eintritt in das neue Jahrtausend haben wir ganz besonders in der Kommunikationstechnik unser bekanntes Bewertungssystem verlassen. Es ist nicht mehr die Einzelleistung, sondern die Verbreitung bzw. die Zugehörigkeit zu einer Community, die hier entscheidet. Wir kennen es alle von Windows. Sicher gibt es bessere Betriebssysteme, aber …

Durchsetzen werden sich sicher verschiedene Feldbusse. Dies hängt von den jeweiligen Branchenstandards ab. Dies kann sich aber täglich ändern, da sich auf der Leitebene noch kein weltweiter Standard entwickelt hat, der die dürchgängige Vernetzung gewährleistet.

6. Wohin geht die Entwicklung in der Antriebstechnik im nächsten Jahrzehnt, bezogen auf günstige und einfache Antriebe mit geringen Leistungen von 50-400 W?

Hier sehe ich die Metamorphose des Schrittmotors. Die Weiterentwicklung des Schrittmotors, die steigende Leistungsfähigkeit der Prozessoren sowie neue Möglichkeiten der Software wandeln den knatternden Schrittmotor zu einem kostengünstigen High-End-Servoantrieb mit völlig neuen Eigenschaften.

Auch in der Fertigungstechnik zeigt sich ein Wandel hin zur Standardisierung und voll automatisierter Serienproduktion, mit der Qualitäts-, Leistungs-, und Kosten-Anforderungen erfüllt werden können.

  Schrittmotoren

  SCHRITTMOTOR TREIBER

 

 

Servomotoren und Servoantriebe:

1. Servoantriebe sind heute aus modernen Maschinen nicht mehr weg zu denken. Welche Vorteile bieten sie den Maschinenbauern?

Hier gibt es den Trend zur Miniaturisierung und Achsvereinzelung. Die hohe Leistungsdichte gibt den Antrieben eine von anderen Antriebstechnologien nicht zu erreichende Kompaktheit. Die sinkenden Leistungen durch die Achsvereinzelung machen diese kleinen Leistungsträger zum idealen Partner.

2. Servosysteme bestehen ja nicht nur aus Servomotor und Servoverstärker. So ist für den Betrieb eines solchen Systems beispielsweise ein Gebersystem zwingend erforderlich.
Macht das diese Technik nicht unnötig komplex und damit auch teurer als „konventionelle“ Lösungen (z.B. Schrittmotoren)?

Das für die Regelung erforderliche Gebersystem und die damit verbundenen Kosten waren immer der Wermutstropfen des Servoantriebs. Dies hat sich durch neue kostengünstige magnetische Geber oder die bei Synchronmotoren gute geberlose Regelung relativiert.

Die technische Komplexität hat sich durch Forderungen nach Sicherheitstechnik, Kommunikation und Vernetzung weit über die des geregelten Antriebes gesteigert. Dadurch sind die Systemkosten in den Vordergrund getreten und hier kann der Servoantrieb durch motorintegrierte Lösungen zusätzlich punkten.

Der Vergleich mit Schrittmotoren hinkt ein wenig, da es sich hier um ein gesteuertes System mit stark eingegrenztem Einsatzbereich handelt. Durch den Wirkungsgrad des Schrittmotors ist ein Einsatz nur im unteren Leistungsbereich und hier zum Positionieren sinnvoll. Hier ist der Schrittmotor bei Kosten und Genauigkeit, besonders wenn es um Achssynchronisation geht, unschlagbar.

3. Bei den Servoantrieben unterscheidet man zwischen synchronen und asynchronen Servomotoren sowie synchronen Linearmotoren.
Wie unterscheiden sich diese drei Typen hinsichtlich Leistung und Anwendungsspektrum?

Der Unterschied zwischen synchronen und asynchronen Servomotoren ist bei der Charakteristik die Leistungsdichte und der Drehzahl-Momenten-Verlauf. Beim Aufbau ist es die Erzeugung des Gegenfeldes durch Induktion oder durch Permanentmagnet, was einen hohen Einfluss auf die Kosten hat. Daher werden asynchrone Servomotoren vor allem bei hohem Leistungsbedarf eingesetzt oder wenn hohe Leerlaufdrehzahlen weit über der Nenndrehzahl erforderlich sind.

Synchron Linearmotoren sind quasi aufgerollte permanenterregte Servomotoren, bei denen anstelle des Momentes eine Linearkraft entwickelt wird. Diese Linearantriebe zeichen sich durch hohe Steifigkeit und höchste Dynamik bei reinen Linearbewegungen aus.

4. Welche Nachteile – abgesehen vom hohen Preis – haben Servoantriebssysteme (Dynamik, Regelgüte, Verschleiß, etc.)?

Eigentlich keine außer der Sorge, dass durch den steigenden Einsatz in der Elektromobilität Ressourcen knapp werden.

5. In welchen Branchen werden Servoantriebssysteme typischerweise eingesetzt und gibt es Einsatzfelder, für die sich diese Systeme besonders gut eignen bzw. solche in denen sie ungeeignet sind?

Generell ist die Automation in allen Branchen der typische Einsatzbereich für Servoantriebssysteme, da sie sich durch die Eigenschaften bestens hierfür eignen. Ungeeignet sind sie eigentlich nur außerhalb des für diese Technologie geeigneten Leistungsbereiches.

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