Mehr Möglichkeiten durch neue Elektronik-Modelle für BLDC-Motor Romotion
Komplexe Antriebsaufgaben erfordern intelligente Steuerungen. Um dem Rechnung zu tragen, entwickelte Rotek den dreiphasigen bürstenlosen Gleichstromantrieb Romotion mit standardmäßig integrierter Regelelektronik. Nun gibt es neue Elektronik-Modelle, die das Anwendungsfeld erweitern.
Update für die Standard Regelelektronik
Romotion:
- Spannung 24 V - 48 V DC
- Drehzahl 400 - 4000 1/min
- 80 bis 200 W
Integrierte Elektronik:
- Standard Elektronik M52, M60/C60,
- CMS
externe Elektronik:
- D1S
- Low-Cost-Regelelektronik BLSC24-4
Optional:
- hochauflösende 14-bit-Drehsensoren, mit denen die Motoren auch im Bereich unter 400 1/min geregelt betrieben werden können
- interne Drehgeber mit Rotorlagererkennung und A/B-I-Signal für höchste Präzision
- mit antriebsintegrierter Sicherheitsfunktion STO (sichere Drehmomentabschaltung)
Der Romotion ist ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor mit standardmäßig integrierter Regelelektronik. Es gibt ihn in zwei Ausführungen. Der Romotion 44 wird mit einer maximalen Abgabeleistung von bis zu 100 W angeboten. Der größere Romotion 84 liefert bei 48 V eine dauerhafte Abgabeleistung von 130 W und erreicht in der Spitze 200 W. Die Variante für 24 V bietet eine Abgabeleistung von 110 bis 130 W. Beide Varianten decken in der sensorlosen Standardausführung einen Drehzahlbereich von 400 bis 4000 1/min ab.
Die standardmäßig integrierte Regelelektronik bietet Möglichkeiten, die weit über das einfache Ansteuern der Motorwicklungen hinaus reichen. Das Funktionsprinzip ist einfach: Der Drehzahlregler der Elektronik erhält seinen Sollwert durch ein Gleichspannungssignal von 0 bis 10 V. Die Gleichspannung wird von der Elektronik in ein Digitalsignal umgewandelt. Den Ist-Wert der Drehzahl erhält die Elektronik über die Frequenz der Gegen-EMK des Motors. Aus dem Vergleich wird der Strom zur Ansteuerung der Motorspulen berechnet.
Durch den Regler wird die Drehzahl auf den gewünschten Sollwert gebracht und weitgehend unabhängig von dem geforderten Drehmoment gehalten. So kann der Antrieb eigenständig Funktionen übernehmen, die übergeordnete Steuerungen entbehrlich machen oder erheblich vereinfachen. Das verringert die Kosten des Anlagendesigns.
Neben den Eingängen für die Freigabe, Drehrichtung und Drehzahleinstellung bietet die Standard-Elektronik eine serielle RS-485-Modbus-Schnittstelle und optional CAN-Bus. Sie ist modular aufgebaut und kann leicht um zusätzliche Funktionen erweitert werden. Sie dient dazu, die Elektronik zu parametrieren, also an die Anwendung anzupassen und ermöglicht die Vernetzung mehrerer Motoren. Mit dem Windows-Programm Motormanager lässt er sich einfach einstellen, in Betrieb nehmen und sein Zustand überwachen. Zur komfortablen Nutzung lässt er sich mit einem Bedienpanel betreiben.
Die 2014 für den Romotion 44 entwickelte Standardelektronik M51 ist jetzt durch das Nachfolgemodell M52 mit optimierten Bauteilen ersetzt worden, das zudem auch in der Herstellung günstiger ist. Werden die Steckverbinder nicht benötigt, ist eine noch günstigere Variante mit Kabelverschraubungen erhältlich. Damit werden BLDC-Motoren der Romotion 44 Serie in Zukunft deutlich weniger kosten. Die Funktionalität bleibt unverändert.
Neue Elektronik-Modelle erweitern Möglichkeiten
Die neuen Elektronik Modelle CMS und D1S eignen sich für eine Eingangsspannung von 24 V bis 48 V und lassen sich sowohl mit dem Romotion 44 als auch mit dem Romotion 84 kombinieren.
Die integrierte Elektronik CMS ist besonders für komplexe Anwendungen geeignet. Durch ihren integrierten Singleturn-Absolutwertgeber ist sie bestens geeignet, wenn es auf exakte Positionierung ankommt. Sie kann eine elektromechanische Bremse unterstützen und kann für anspruchsvolle Anforderungen umfangreich programmiert und angepasst werden, wie z.B. mit individuell anpassbaren Digitaleingängen. Sie lässt sich analog und digital über über Modbus RTU und CAN-Bus steuern.
Zur Parametrierung gibt es ein Windows-Programm. Der Romotion mit integrierter Elektronik CMS wird eingesetzt als Fahrantrieb für große Rasenmähroboter, in Shuttles für die Lagerautomation und für Förderbänder.
Dagegen wird die D1S als externe Elektronik eingesetzt. Das erlaubt mehr Flexibilität beim Einbau, z. B. wenn der Platz beengt ist oder auch, wenn erhöhte Temperaturbereiche abgedeckt werden sollen. Sie lässt sich per Modbus RTU steuern und ist eingeschränkt parametrierbar. Der Betrieb ist sensorlos und mit Hall-Sensor möglich.
Die digitalen Eingänge steuern die Drehrichtung und Freigabe, während die Drehzahl über den analogen Eingang mit einer Spannung von 0 – 10 V vorgegeben wird. Mögliche Operationsmodi sind entweder Drehzahlsteller oder Drehzahlregler. Beim Drehzahlregler wird die Drehzahl vom übergeordneten System überwacht und nachgeregelt, anderenfalls verhält sich der Antrieb wie ein normaler Gleichstrommotor und Drehzahl und Drehmoment passen sich gemäß der Last an. Die Elektronik D1S ist eine kostengünstige Lösung, die sich einfach in Betrieb nehmen lässt.
Low-Cost-Regelelektronik für weniger komplexe Anforderungen
Werden weniger komplexe Steuerungsmöglichkeiten gebraucht, bietet Rotek eine vom Partnerunternehmen Ebetec aus Österreich entwickelte Low-Cost-Regelelektronik BLSC24-4. Dabei handelt es sich um einen Motorregler für bürstenlose DC-Motoren, die sensorlos mithilfe der Gegen-EMK betrieben werden. Aufgrund des sensorlosen Regelverfahrens gibt es je nach Motortype eine untere Grenze für die Motordrehzahl. Sollwertvorgabe und Bedienung erfolgen über IOs bzw. analoge Spannungen. Bis zu 100 W bei 4 A Leistungsabgabe sind möglich. Der Regler wird an die jeweilige Anwendung und an den eingesetzten Antriebsmotor angepasst. Wie bei der D1S, ist der Betrieb als Drehzahlsteller oder Drehzahlregler möglich. Beim Drehzahlregler-Modus regelt der BLSC24-4 die Drehzahl im technisch möglichen Bereich nach und hält sie stabil. Auch ein Betrieb als 4Q-Regler ist möglich. Dabei kann die Regelelektronik sowohl bremsen als auch beschleunigen. Außerdem ist eine Kurzschlussbremse möglich. Für viele Anwendungen sind diese Funktionen ausreichend.
- Die Regelelektronik selbst ist im Anschlusskabel der Motoren integriert. Daher wird kein weiterer Steckplatz, Bauraum, Gehäuse oder ein Schaltschrank benötigt. Der Platzbedarf und Verdrahtungsaufwand ist damit deutlich reduziert, also flexibel und kostengünstig.
- Die Regelelektronik wird im „hot melt” Verfahren direkt im Gehäuse vergossen und versiegelt. Sie ist dadurch auch optimal gegen Umwelteinflüsse geschützt.
- Da keine alternden Bauteile (z.B. Elkos) eingesetzt werden, ist die Regelelektronik wartungsfrei.
- Insbesondere bei Anwendungen, wie z. B. Lüftern, Pumpen oder in Rotationswärmetauschern sind Romotion Antriebe mit der BLSC24-4 Regelelektronik eine sinnvolle Lösung.
Bei Bedarf auch mit Sensor
Der Romotion kann auch an einer kundenseitig vorhandenen Elektronik betrieben werden. Standardmäßig enthält er keinen Sensor, das macht ihn kompakter und preiswerter. Viele übliche Antriebslösungen benötigen jedoch auch im Motor eingebaute Sensoren. Wenn es bei Anwendungen auf höchste Präzision und Genauigkeit ankommt, ist der interne Drehsensor mit Rotorlagenerkennung und A/B-I-Signal eine Option. Hierfür bietet Rotek den Einbau von hochauflösenden 14-Bit-Sensoren an. Diese erlauben auch den Betrieb bei sehr kleinen Drehzahlen. Mit Drehgebern ausgestattete Romotion werden beispielsweise bei Robotern in der Landwirtschaft eingesetzt. Der Kunde verwendet eine eigene Elektronik und nutzt die Ausgabe des Sensors.
Viele Kombinationsmöglichkeiten
Seine Stärken zeigt der Romotion dort, wo es auf eine variable, aber vom Drehmoment weitgehend unabhängige Drehzahl, geringen Stromverbrauch und lange Lebensdauer ankommt. Er regelt komplexe Prozessabläufe und kommuniziert mit übergeordneten Steuerungen oder macht sie sogar überflüssig. Er läuft akkurat an und liefert ein hohes Drehmoment so wie ein gutes Drehzahl-Regelverhalten. Besonders geeignet ist er deshalb für den Einsatz in fahrerlosen Transportsystemen (FTS), wie sie immer häufiger in der Lager- und Fertigungslogistik vorkommen.
Mit seiner gleichen äußeren Bauform wie die übrigen Motoren von Rotek passen die Romotion BLDC Motoren zu allen Komponenten aus dem Rotek-Baukastensystem. Kombinationen mit Planeten-, Schnecken und Flachgetrieben sind möglich. Als weitere Optionen stehen Sondergetriebe, mechanische Anpassungen der Gehäuse und Sonderwellen, individuelle Stromanschlüsse mit speziellen Kabeln und Steckern und schließlich auch optionales Zubehör wie Encoder zur Verfügung. Durch den gestiegenen Einsatz von Elektronik bei Antriebslösungen ist der Beratungsbedarf gestiegen. Die Experten von Rotek finden in kürzester Zeit individuelle Lösungen für vielfältigste Anwendungen der Kunden.
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