Antriebssystem für höchste Geschwindigkeiten - Bergische ...

2. Eigenschaften eines Hochgeschwindigkeitsantriebes 7
teme ist daher unabdingbar. Es ist zu untersuchen, ob eine Drehzahlsteigerung
mit den bestehenden Antriebssystemen erreicht werden kann.
In den Anfängen der Leiterplattentechnik wurde die bürstenkommutierte
permanenterregte Gleichstrommaschine als Bohrmaschine für Drehzahlen
bis 30.000 Umin -1 eingesetzt. Die Drehzahl dieses Maschinentyps stellt
sich proportional zur angelegten Ankergleichspannung ein. Daher kann
die Bohrgeschwindigkeit auf einfache Weise gesteuert werden; Sensorik
zur Drehzahlerfassung ist nicht erforderlich. Dies ermöglicht es, mehrere
Maschinen zu Antriebsgruppen zusammenzufassen und mit einer einzelnen
Versorgungseinheit zu speisen. Das ist die Grundidee des Gruppenantriebes,
bei dem mehrere Bohrantriebe auf einer Positioniereinheit zusammenarbeiten.
Der Gruppenantrieb hat sich als wirtschaftlich gute Lösung
bewährt.
Aufgrund der filigranen mechanischen Rotorkonstruktion mit elektrischer
Wicklung sowie den Nachteilen des bürstenbehafteten Kommutators ist
die erreichbare Drehzahl und die Lebensdauer der permanenterregten
Gleichstrommaschine begrenzt.
Als Nachfolger der Gleichstrommaschine hat sich die Asynchronmaschine
als kostengünstiger und sehr robuster Ersatz etabliert. Zur Erzeugung
des Drehfeldes für diesen Maschinentyp werden Frequenzumrichter eingesetzt.
Die Ankerspannung wird proportional zur Drehfeldfrequenz eingestellt.
Diese Technik ist als Verfahren der U/F-Kennlinie bekannt [6,
10, 11]. Da die Erfassung von Drehzahl oder Rotorlage für dieses Antriebsverfahren
nicht erforderlich ist, können mehrere Maschinen wie in
Bild 2.2 gezeigt zu einem Gruppenantrieb zusammengeschaltet werden.
�*
M
3~
M
3~
3
u*
*
f
3
M
3~
PWM 6
M
3~
=
~
M
3~
Bild 2.2: Gesteuerter Gruppenantrieb mit Asynchronmaschine