NC61 - 2010 - Siemens

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Synchronmotoren
Hauptspindelmotoren für SINAMICS S120
Einbaumotoren 1FE1
■ Übersicht
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Siemens NC 61 · 2010
© Siemens AG 2009
■ Nutzen (Fortsetzung)
7 Abgestimmtes System SINUMERIK, SINAMICS S120 und
Motor, damit ist eine schnelle Inbetriebnahme gesichert
7 Höhere Produktivität der Maschine:
Permanentmagneterregte Motorspindeln (PE-Spindeln) erhöhen
Leistungsdichte und Wirtschaftlichkeit von CNC-
Maschinen. Weitere Rationalisierungspotenziale, wie geringere
Teilebearbeitungszeiten und Aufstellungsflächen, liegen
in der optimierten Kombination von Einbaumotor 1FE1,
Antriebsregelung und CNC-Steuerung.
Die Einbaumotoren 1FE1 sind wassergekühlte Synchronmotoren,
die als Komponenten Stator (Ständer) und Rotor (Läufer)
geliefert werden. Nach der Montage des Rotors auf die Spindel
in den Spindelkasten entsteht eine komplette Spindeleinheit.
■ Nutzen
7 Kompakte Konstruktion (z. B. für Drehmaschinen, Senkrechtfräsmaschinen)
durch den Wegfall mechanischer Komponenten,
wie Motorwippe, Riementrieb, Getriebekasten und
Spindelgeber
7 Hohe Leistungsdichte durch Wasserkühlung
7 Maximaldrehzahlen bis 40000 min -1 ■ Anwendungsbereich
Die wassergekühlten Einbaumotoren 1FE1 werden gemeinsam
mit dem Antriebssystem SINAMICS S120 dort eingesetzt, wo
höchste Anforderungen an Bearbeitungsgüte, Genauigkeit,
Laufruhe gestellt sowie kürzeste Hochlaufzeiten gefordert werden.
Die Einbaumotoren 1FE1 werden in zwei Hauptausprägungen
angeboten:
High-Torque-Reihe
Es stehen 6-polige/8-polige Synchronmotoren zur Verfügung,
die für Dreh- und Schleifmaschinen mit moderaten Maximaldrehzahlen
entwickelt wurden.
Diese Motoren sind durch eine sehr hohe Drehmomentausnutzung
gekennzeichnet. Der Drehzahlstellbereich beträgt
hier etwa 1:2.
High-Speed-Reihe
In dieser Reihe stehen 4-polige Synchronmotoren für die
Fräsbearbeitung zur Verfügung. Diese Motoren sind für hohe
Maximaldrehzahlen und einen Drehzahlstellbereich von
größer 1:4 optimiert. Bei diesen Motoren wird, wenn sie bis zur
Maximaldrehzahl betrieben werden, ein Voltage Protection
Modul VPM benötigt.
■ Aufbau
Der Einbaumotor 1FE1 besteht aus:
, Drehmomente bis
Einem geblechten, permanentmagneterregten Rotor, der op-
820 Nm S1-Betrieb
tional mit Hülse zur einfachen Montage/Demontage ausge-
7 Höheres Drehmoment – bis zu 60 % – bei gleichem Aktivteilführt werden kann.
volumen und damit kompaktere Maschinenkonstruktion
Einem bewickelten Statorpaket mit Kühlmantel und Wickel-
gegenüber 1PH2
kopfverguss
7 Kürzeste Hochlauf- und Bremszeiten (50 %) durch höheres - Freien Leitungsenden von 0,5 m/1,5 m
Moment gegenüber 1PH2
- Zwei eingebauten Kaltleitern (davon 1 Reserve), optional mit
7 Kalter Rotor auf Grund der Erregung mit Permanentmagneten, Voll- oder Universalschutz
daraus folgt:
- Einem Kühlmantel, in dem der Stator eingelassen ist.
im unteren Drehzahlbereich wesentlich geringere Verlust-
Rotor mit Hülse
leistung im Rotor und damit weniger Lagererwärmung/
Spindelausdehnung
Das Drehmoment wird zur Spindel spielfrei und kraftschlüssig
7 Stator und Rotor sind einbaufertig bearbeitet, eine End- über einen zylindrischen Stufenpresssitz übertragen. Der Rotor
bearbeitung ist nicht erforderlich
wird durch thermisches Fügen auf die Spindel montiert.
Der Rotor mit Hülse ist vorgewuchtet und kann nach der Demon-
7 Höchste Genauigkeit am Werkstück durch ruhigen, genauen tage wieder montiert werden. Der Pressverband kann mit der
Spindellauf auch bei kleinsten Drehzahlen, da keine Antriebs- Methode des Druckölverfahrens ohne Veränderung der Fügequerkräfte
wirken
flächen gelöst werden.
7 Größere Rotorinnenbohrung als Käfigläufer von Asynchronmotoren
bei gleichem Außendurchmesser – Vorteil für den Rotor ohne Hülse
Stangendurchlass von Drehautomaten und für höhere Spin- Das Drehmoment wird zur Spindel spielfrei und kraftschlüssig
delsteifigkeiten durch größeren Wellendurchmesser bei Fräs- über einen zylindrischen Stufenpresssitz übertragen. Der Rotor
spindeln.
wird durch thermisches Fügen auf die Spindel montiert.
7 Erhöhte Steifigkeit des Spindelantriebs durch die Montage der Eine Demontage des Rotors ist bei dieser Montageart nicht vor-
Motorkomponenten zwischen den Spindelhauptlagern gesehen. Rotoren ohne Hülse sind nicht vorgewuchtet.
7 Weniger Kühlleistung erforderlich bei gleicher Leistung
gegenüber 1PH2, d. h. höherer Wirkungsgrad
7 Nur ein Geber (Hohlwellenmesssystem) zur Erfassung von
Motordrehzahl und Spindellage
7 Einfacher Service durch Austausch von kompletten Motorspindeln