Resiliente Antriebe – Von Seltenen Erden unabhängig machen

Die bewährte Technik und ihre Vorteile sind für bestimmte Anwendungen prädestiniert. Synchronmotoren werden vor allem dort verwendet, wo man eine hohe Genauigkeit und synchrones Verhalten im Bewegungsablauf verschiedener Achsen und eine konstante Antriebsdrehzahl benötigt, z. B. in Druck- oder Textilmaschinen und Förderanlagen. Durch ihre kompakte Bauweise sind sie bei beengten Platzverhältnissen in Maschinen und Anlagen eine gute Lösung. Im Positionierbetrieb schätzt man vor allem ihre konstante Drehzahl, unabhängig von Spannungs- und Lastschwankungen, und ihr dynamisches Ansprech- und Bremsverhalten. Gleichzeitig zeichnen sie sich durch eine lange Lebensdauer aus.

Für vernetzte Anwendungen, z. B für fahrerlose Transportsysteme im Lager und der Fertigungslogistik, stehen die intelligenten BLDC-Motoren Romotion zur Verfügung. Ihr Herz ist ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor basierend auf dem Rosync. Rotek bietet sie standardmäßig mit integrierter Steuerelektronik an. Seine Stärken zeigt der Romotion dort, wo es auf eine variable, aber vom Drehmoment weitgehend unabhängige Drehzahl, geringen Stromverbrauch und lange Lebensdauer ankommt.

Wird hohe Effizienz gewünscht, sind die Rosync Motoren mit patentierter GreenDrive Technology die beste Wahl. Sie verbinden niedrigen Stromverbrauch mit geringem Materialeinsatz durch extrem kompakte Bauweise. Insbesondere bei Anwendungen mit längeren Einschaltdauern, wie z. B. bei Förderbändern, bei Förderschnecken in Pelletheizungen oder als Antrieb des Rotors bei Wärmetauschern zeigen sie ihre Vorzüge. Den hervorragenden Wirkungsgrad erreichen sie durch eine innovative Rotor/Stator Konstruktion und hochwertige Ringmagnete aus Seltenerdmetallen.

Für geräuschkritische Anwendungen bietet Rotek die Roslyde Motoren an. Ihr fast geräuschloses und vibrationsarmes Laufverhalten hat zwei Ursachen: Das in der Ständerwicklung umlaufende magnetische Wechselfeld regt den Antrieb zum Schwingen an. Optimierte Wickeltechnik minimiert diesen Effekt. Gleichzeitig wird das für Synchronmotoren übliche Rastmoment durch konstruktive Anpassungen des Magnetläufers auf ein Mindestmaß verringert. Präzise Herstellung und der Einsatz von hochwertigen Kugellagern mit Spezialschmierung tragen zu einem ruhigen Laufverhalten bei.

Die Rotect Motoren mit Edelstahlgehäuse gewähren optimalen Schutz bei hochkorrosiven und rauen Umgebungsbedingungen. Sie werden als Wechsel-, Drehstrom- oder als BLDC-Motor mit Spitzenleistungen bis 200 W geliefert. Das integrierte Planetengetriebe erlaubt ein zulässiges Spitzenmoment von 25 Nm.

Die Robase Motoren sind das Basismodell. Als klassische Synchronmotoren mit Ferritmagneten verfügen sie über ein ausgeprägtes Selbsthaltemoment, einen ausgezeichneten Wirkungsgrad und eine beeindruckende Lebensdauer. Sie vereinen in sich hervorragende technische Eigenschaften, niedrigen Energieverbrauch und kompakte Bauform.

Alternativen entwickeln

Als es in den Jahren 2010/11 schon einmal große Lieferengpässe und enorme Preissprünge bei Seltenen Erden gab, begann Rotek Alternativen zu entwickeln. Frühzeitig baute das Unternehmen ein großes Lager an Neodym-Magneten auf. Es reicht für mehrere Jahre. „Das verschafft uns und unseren Kunden einen wichtigen Puffer und sofortige Liefersicherheit“, berichtet Geschäftsführer Rolf Treusch. Seltene Erden stecken in unzähligen Hochleistungsmagneten. Und für die Herstellung der besonders leistungsstarken und energiesparenden Rosync Motoren von Rotek sind Neodym-Magnete zurzeit unverzichtbar. So wurden weitere Bezugsquellen für Neodym erschlossen, um die Abhängigkeit zu verringern. „Auch die ökologische Seite beim Abbau von Seltenen Erden sehen wir seit Jahren kritisch, “ stellt Rolf Treusch fest. Denn dieser ist hochproblematisch für die Umwelt. Bei der Gewinnung werden giftige und radioaktive Stoffe freigesetzt, die ganze Regionen verseuchen.

Seit Bestehen baut Rotek seine Robase Synchronmotoren mit Ferritmagneten. Für viele Anwendungen reichen diese weniger starken Magnete völlig aus. Denn nicht jede Anwendung benötigt die höchste Leistungsdichte. Zudem sind sie preiswerter und weltweit verfügbar. Auf dieser Erfahrung aufbauend will Rotek alle Motor-Baureihen bis auf den Rosync ohne Neodym herstellen. Stattdessen verwendet Rotek Hartferrit Magnete. Sie sind eine bewährte, lieferstabile und umweltfreundlichere Lösung für sehr viele Anwendungen. Ein zusätzlicher Effekt, der umweltschädliche Abbau von Neodym wird vermieden. Den Anfang macht der Bremerhavener Hersteller mit seinem dreiphasigen bürstenlosen Gleichstromantrieb Romotion. Er deckt einen erweiterten Drehzahlbereich von 400 bis 4000 1/min ab. Es gibt ihn in zwei Baugrößen und als 24 V und 48 V Version. Erste Vergleichsdaten zeigen, dass die Hartferrit Magnete eine sinnvolle Alternative darstellen.

Die Neodym-Ausführung des Romotion 44 (24 V) erreicht 80 W und 0,25 Nm, die Ferrit-Ausführung 50 W und 0,14 Nm. Der Ferritmotor liefert weniger Drehmoment und Leistung. Die Nenndrehzahl bleibt mit 3.100 U/min identisch. Die Neodym-Ausführung des Romotion 84 (24 V) erreicht 110 W und 0,34 Nm, die Ferrit-Ausführung 80 W und 0,26 Nm. Auch hier bleibt die Nenndrehzahl praktisch gleich, während die Leistungseinbuße deutlich geringer ist als bei der Baugröße 44. Die Daten für die 48 V Versionen befinden sich in Vorbereitung.

Das zeigt: Der Drehzahlbereich und die grundsätzliche Charakteristik bleiben erhalten. Damit decken die Motoren mit Ferritmagneten einen großen Teil typischer Industrieanwendungen ab. Zwingend notwendig ist Neodym dort nicht. Rotek sieht in Ferritmotoren eine eigenständige Technologie mit großem Zukunftspotenzial.

Durch die laufende Optimierung von Magnetkreis, Ansteuerung und Prüfmethodik soll die Leistungsfähigkeit ständig weiter verbessert werden. Ziel ist es, diese weiter zu steigern und die Lücke zur Neodym-Ausführung stetig zu verkleinern. Die 48 V Version der Romotion Baureihe ohne Neodym-Magnete befindet sich in der Entwicklung.

Alle Rotek Motoren passen in das Rotek Baukastensystem und lassen sich mit den einzelnen Komponenten nach Bedarf kombinieren. Der Anwender entscheidet, was ihm wichtig ist. Braucht er die maximale Leistungsdichte, geben die Kosten den Ausschlag, ist der Bauraum begrenzt oder steht bei ihm die Versorgungssicherheit im Vordergrund? Er kann wählen, ob er den Motor mit Ferit- oder lieber Neodym-Magnet einsetzen möchte.