Robuste Mehrachsendirektantriebe hoher Leistungsdichte mit sensorloser Drehzahlregelung

Abstract:
Der Beitrag beschäftigt sich mit einem neuartigen Zweiachsendirektantrieb, bestehend aus zwei permanentmagneterregten Synchronmotoren und einem Doppelwechselrichter. Die Motoren werden sensorlos geregelt, womit eine Minimierung des Verkabelungsaufwands einhergeht. Dieses ist insbesondere im Hinblick auf eine Vervielfältigung der vorgestellten Antriebslösung zu einem Mehrachsenantrieb interessant. Die Motoren sind sehr schlank ausgeführt: Der Gehäusequerschnitt beträgt nur 32mm mal 32mm. Hervorzuheben ist die hohe Leistungsdichte der Motoren von 2500W/kg. Die Motoren verfügen einerseits über ein für die Baugröße hohes Maximaldrehmoment von rund 1Nm, andererseits über eine hohe Leerlaufdrehzahl von 19.000U/min. Der Doppelwechselrichter ermöglicht ein hohes Leistungsvolumen von 2200VA/l bei einem Wirkungsgrad von bis zu 97%. Die hier eingesetzte sensorlose Regelung ermöglicht die vollständige Ausnutzung der Leistungsfähigkeit des Antriebs. Als Anwendung stehen insbesondere mehrachsige Hauptspindel-Direktantriebe im Fokus, beispielsweise zum Bohren, Fräsen oder Pumpen.