Antriebssystem für höchste Geschwindigkeiten - Bergische ...

2. Eigenschaften eines Hochgeschwindigkeitsantriebes 21
2.5 Zusammenfassung der Eigenschaften des Antriebssystems
In der Leiterplattenfertigung werden heute überwiegend Asynchronmaschinen
eingesetzt. Durch die geringen Anforderungen an die Dynamik
im Antriebssystem kann die Asynchronmaschine ungeregelt in Gruppenantrieben
eingesetzt werden.
Durch die wachsende Miniaturisierung in der Leiterplattentechnik sinken
die Bohrerdurchmesser ständig. Um eine optimale Schnittgeschwindigkeit
zu erzielen, müssen die Drehzahlen der Bohrantriebe steigen. Der Rotor
der Asynchronmaschine ist verlustbehaftet und mechanisch nicht homogen
aufgebaut. Die geforderte Steigerung der Drehzahl ist mit diesem
Maschinentyp nicht zu erreichen.
Der Rotor der permanenterregten Synchronmaschine arbeitet elektrisch
verlustfrei und kann mechanisch homogen konstruiert werden. Die geforderten
hohen Drehzahlen können mit diesem Maschinentyp erreicht werden.
Aufgrund des geringen Gewichtes und der kleinen Bauform haben
sich Luftlager im Bereich der Leiterplattentechnik etabliert. Bei diesen
Lagern können Resonanzeffekte beobachtet werden.
Durch die geringe elektrische Dämpfung der Synchronmaschine und die
resonanzbehafteten Luftlager kann die Maschine nur feldorientiert betrieben
werden. Der Aufbau eines Gruppenantriebes ist daher mit diesem
Maschinentyp nicht möglich. Durch die hohen Drehzahlen und die kleinen
mechanischen Abmessungen kommt der Einsatz von Dreh- oder Lagegebern
nicht in Frage.
Für die beschriebene Synchronmaschine ist somit eine geberlos arbeitende
feldorientierte Regelung zu entwerfen. Dabei sollen Drehzahlen oberhalb
von 600.000 Umin -1 prinzipiell möglich sein. Die Anforderungen an
die Dynamik der Maschine und das Drehzahlprofil des Produktionsprozesses
können als vereinfachende Randbedingung einfließen.