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Bürstenlose DC-Motoren Kein Kontakt, kein Verschleiß

| Redakteur: Reinhard Kluger

Sie gelten als kompakte Antriebslösung mit geringem Leistungsverlust für viele Anwendungsfälle: Verschiedenene bürstenlose DC-Motoren gibt es jeweils als Rundwellenausführung oder bereits komplett mit Stirnrad- oder Hohlwellenflachgetriebe.

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Kräftig und kompakt der Motor, klar und benutzerfreundlich der Treiber mit Potentiometer – die bürstenlosen Gleichstromantriebe der Serie BLU von Oriental Motor. <em id="ForP_3A292F5C-DE05-36A8-4B3AD18C7AF2EBF7">Bilder: Oriental</em>
Kräftig und kompakt der Motor, klar und benutzerfreundlich der Treiber mit Potentiometer – die bürstenlosen Gleichstromantriebe der Serie BLU von Oriental Motor. <em id="ForP_3A292F5C-DE05-36A8-4B3AD18C7AF2EBF7">Bilder: Oriental</em>
( Archiv: Vogel Business Media )

Bürstenlose DC-Motoren stellen für viele Applikationen eine kompakte Antriebslösung mit geringem Leistungsverlust dar. Die Oriental Motor (Europa) GmbH bietet verschiedene Ausführungen dieser Motortypen für AC- und DC-Umgebungen mit und ohne Getriebe an. Der platzsparende Antrieb ist besonders für die Fabrikautomation interessant, wo in den meisten Fällen nur wenig Einbauraum zur Verfügung steht. Die verschiedenen bürstenlosen DC-Motoren gibt es jeweils als Rundwellenausführung oder bereits komplett mit Stirnrad- oder Hohlwellenflachgetriebe. Sie verfügen über die CE- und UL-Kennzeichnung und entsprechen der RoHS-Richtlinie.

Stabiles Drehmoment über den ganzen Drehzahlbereich

geht es in einer Anwendung besonders eng zu, ist also der Bauraum knapp, bietet sich die Serie BLH mit ihrer Treiberplatine in Visitenkartengröße an. Diese verkleinerte Platine wurde neu entwickelt und stellt einen wichtigen Unterschied zur Vorgängerserie dar. Zu den Vorteilen bürstenloser DC-Motoren zählt eine hohe Drehzahlstabilität. Dieses stabile Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich von 100 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute ist bei der Entwicklung der BLH auf ± 0,5 % verbessert worden. Alle Ausführungen mit oder ohne Getriebe sind in den Baugrößen 60, 80 und 90 mm erhältlich. Die erbrachte Leistung beträgt entsprechend 30, 50 und 100 W. Bei geringerer Leistungsanforderung gibt es auch einen 15-Watt-Typ mit 42 mm Baugröße. Dieser steht in den Ausführungen mit Rundwelle und Stirnradgetriebe zur Verfügung. Für den sicheren Betrieb sind verschiedenene Schutzfunktionen vorhandenausgestattet. In Fällen von Überlast, Über- oder Unterspannung oder einer Phasenverschiebung stoppt der Motor, und eine LED-Warnleuchte gibt ein optisches Signal. Die Motoren sind dank der Schutzart IP 65 gut vor Umgebungseinflüssen geschützt. Die Motoren arbeiten mit einer Betriebsspannung von 24 VDC. Sie zeichnen sich durch niedrigen Energieverbrauch aus und liefern ein maximales Drehmoment von 34 Nm.

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Unterschiedliche Ansteuerung

Alle bürstenlosen Gleichstrommotoren leisten Beiträge zur Energieeinsparung, weil sie gerade in Bezug auf Leistungsverluste im Vergleich mit dreiphasigen umrichtergetriebenen AC-Motoren wettbewerbsfähig sind. Bei den bürstenlosen DC-Antrieben für AC-Versorgungsspannung gibt es bei Oriental Motor zwei Serien mit unterschiedlicher Ansteuerung: BLU und BLF. Die mit 90 W Ausgangsleistung stärkste Variante der Serie BLU hat im Vergleich zu einem AC-Antrieb nur halb so viel Leistungsverlust. Vor allem für Einsätze in der Fabrikautomation ist die Serie daher von Interesse, weil die Leistung mit einem entsprechend kleineren Motor erbracht werden kann.

Auch BLU ist eine Weiterentwicklung mit einer auf ± 0,5 % verbesserten Drehzahlstabilität. Die Drehzahlregelung von 200 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute erfolgt unkompliziert über ein Potentiometer an der Steuerung. Ebenso einfach sind Anschluss und Betrieb der Antriebe. In der Ausführung mit Flachgetriebe stellt der Antrieb bei minimalem Platzbedarf 68 Nm Drehmoment zur Verfügung. Der Schutz vor Staub und Spritzwasser ist ebenfalls erhöht worden; die neuen Antriebe haben die Schutzklasse IP 65. Auch in dieser Reihe sind die drei Größen 60, 80 und 90 mm erhältlich, die 20, 40 und 90 W Leistung liefern.

Leistungsstark und bedienfreundlich

Besonders hohe Leistungen sind mit der Serie BLF möglich, die eine Variante mit 200 W und 4.000 Umdrehungen pro Minute enthält. Zur BLF-Serie gehören der bürstenlose Motor und ein multifunktionales Treibermodul. Der Motor mit 200 W Leistung hat eine Baugröße von 104 mm, die in Verbindung mit dem Flachgetriebe ein Drehmoment von bis zu 70 Nm erreicht. Die weiteren Leistungsstufen der Serie sind 30, 60 und 120 W. Die Getriebe für die BLF-Antriebe haben eine Nennlebensdauer von 10.000 Stunden bei 3.000 Umdrehungen pro Minute. Zusätzlich spart das Flachgetriebe Einbauplatz und Bauteile wie z. B. die Kupplung ein und stellt die optimale Ausnutzung des Motor-Drehmomentes in allen Übersetzungsstufen sicher. Verglichen mit einem umrichtergeregelten AC-Motor beträgt die Verlustleistung des BLF-Antriebes beispielsweise bei 60 W nur etwa die Hälfte. Hinzu kommt ein um über 20 % geringerer Stromverbrauch.

Einfach und bequem

Das abnehmbare Bedienpanel bietet die Möglichkeit, wahlweise in einem Abstand von bis zu 5 m vom Controller die Drehgeschwindigkeit in U/min, die Bandgeschwindigkeit in m/min oder die Belastung des Antriebes in Prozent anzuzeigen. Wird das Bedienteil aus der Entfernung betrieben, kann der Treiber auch in feuchten oder staubigen Räumen stehen – der Antrieb entspricht der Schutzklasse IP65.

Die Drehzahlregelung kann über das digitale Bedienpanel erfolgen, mit einem internen oder externen Potentiometer oder einer externen Spannungsschnittstelle (5 VDC oder 10 VDC). Des Weiteren ist es möglich, acht Geschwindigkeitsprofile im Controller zu hinterlegen und dann die Bewegung über drei Eingänge zu steuern. Das Programmieren dieser Profile erfolgt über das Bedienpanel und erfordert keinerlei Vorkenntnisse. Die BLF-Serie verfügt zusätzlich über eine Speed-Teaching-Funktion, die die eingestellten Geschwindigkeitswerte speichert.

Der Drehzahlbereich der BLF-Antriebe reicht von 80 bis 4.000 Umdrehungen pro Minute, die Nenndrehzahl beträgt 3.000 U/min. Die Eingangsspannung ist einphasig 200 bis 240 VAC. Eine Vielzahl von Schutzfunktionen und entsprechenden Anzeigen gewährleisten die Maschinensicherheit und erleichtern gegebenenfalls die Fehlersuche.

SPS/IPC/DRIVES 2011: Halle 1, Stand 121

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