antriebstechnik 11/2021

1.13.0??.2XX
1.13.0??.4XX
vorne
41×61mm
41×83mm
hinten
eine Drehmomentbegrenzungsfunktion realisiert werden. Das Motorantriebssystem
wurde von der konventionellen Blockkommutierung zur Sinuskommutierung
geändert. Bei diesem Regelungskonzept werden die dreiphasigen Größen
des Motors in ein zweidimensionales Koordinatensystem überführt. Das
Ergebnis ist nicht nur ein hocheffizienter Antrieb, es lässt sich auch der Motorstrom
in Abhängigkeit von der Rotorposition regeln.
Um die genaue Rotorposition zu erfassen, wurde eine Interpolationsfunktion
implementiert, um mit den serienmäßigen Hall-Sensoren der BLH-Serie eine
ausreichende Auflösung zu realisieren. Im Gegensatz zum Vorgängermodell
kann der neue BLH2D-Treiber den Motor deshalb in allen vier Quadranten betreiben,
so dass auch kontrolliertes Abbremsen möglich ist. Die Vorteile sind
eine verbesserte Drehzahlregulierung während des Verzögerungsvorganges
und eine verbesserte Drehzahlstabilität bei Laständerungen. Der BLH2D-
Treiber verfügt außerdem über eine Drehmomentbegrenzungsfunktion und
eine Lastfaktor-Anzeigefunktion zur Überwachung des erzeugten Drehmoments.
Der errechnete Lastfaktor kann mit der Statusmonitor-Funktion der
Parametriersoftware MEXE02 dargestellt und überprüft werden. Damit lassen
sich Unregelmäßigkeiten in der Anwendung leicht erkennen und falls notwendig
rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten (Predictive Maintenance).
REGENERATIVES BREMSEN
Wenn gebremst wird, arbeitet der Motor regenerativ als Generator. Ein typisches
Schaltnetzteil ist nicht für eine Energierückspeisung ausgelegt und die
rückgespeiste Leistung führt zu einer Erhöhung der Spannung außerhalb des
spezifizierten Bereiches. Das kann zu einem Überspannungsalarm führen. Als
Gegenmaßnahme ist der BLH2D-Treiber mit einer Funktion ausgestattet, die es
dem Motor ermöglicht, regenerativen Strom unmittelbar wieder in Bewegungsenergie
umzuwandeln, anstatt ihn an das Schaltnetzteil zurückzugeben. Um
den neuen Treiber nicht größer als das Vorgängermodell werden zu lassen,
nutzt der BLH2D mit digitaler Einstellung außerdem eine aktive Regelung zur
Unterdrückung der Rückspeisespannung, bei der die regenerative Energie im
Bedarfsfall unmittelbar wieder an den Motor zurückgeführt wird. So muss sie
nicht über einen Widerstand in Wärme umgesetzt werden.
Regenerativer Strom kann auch für Zwecke wie das Laden von Batterien verwendet
werden. In solchen Fällen ist es notwendig, regenerative Energie in die
Stromversorgung zurück zu speisen, ohne dass sie vom Treiber an den Motor
zurückgeführt wird. Zum Handling der jeweiligen Betriebszustände ist im Hardware-Layout
ein Feldeffekttransistor (FET) zur bedarfsweisen Unterbrechung
der Spannungsversorgung integriert.
iStock © Wenjie Dong
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Der Abbremsvorgang des Motors kann auf drei Arten erfolgen: unter vollständiger
Verwendung von Regenerativstrom (Bremsbetrieb I, Energie wird nicht an
die Stromversorgung zurückgespeist), ohne Verwendung von Regenerativstrom
(Bremsbetrieb II, Energie wird freilaufend abgebaut und nicht zurückgespeist)
oder unter vollständiger Rückführung von regenerativer Energie an die Stromversorgung,
beispielsweise eine Batterie im Bremsbetrieb III.
Der erste Abbremsvorgang ist eine Verzögerungsmethode für den sog. Bremsbetrieb
I. Die während des Verzögerungsvorganges gespeicherte Energie wird
durch die zuvor beschriebene Methode zur Unterdrückung des Spannungsanstiegs
an den Motor rückgespeist, es wird keine regenerative Energie in das
übergeordnete System zur Spannungsversorgung zurückgegeben. Diese Bremsmethode
eignet sich z. B. bei Bandantrieben in Verbindung mit einem Schaltnetzteil.
Bei Betrieb mit häufiger Rekuperation kann es jedoch zu einem starken
Anstieg der Motortemperatur kommen.
Der zweite Abbremsvorgang ist eine Verzögerungsmethode, um das Bremsmoment
so zu steuern, dass keine Rückspeiseenergie erzeugt wird und der Verzögerungsvorgang
ungeregelt ist. Die interne Spannung des Treibers wird nicht
erhöht, da keine regenerative Energie umgewandelt wird. Diese Variante ist
zum einen kompatibel mit dem Vorgängermodell, d. h. ältere Modelle können
leicht ersetzt werden. Zudem eignet sich die Methode, wenn beim Stoppen kein
Bremsmoment erzeugt werden soll.
Bei der dritten auswählbaren Abbremsmethode wird die regenerative Energie
vollständig in das übergeordnete System zur Spannungsversorgung rückgeführt.
Bei der Verwendung von geeigneten Spannungsversorgungen wie beispielsweise
einer Batterie, steigen Versorgungsspannung und interne Spannung unter VerbMotion
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