Energieeffizient antreiben durch höchste Wirkungsgrade

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TPM+ Power: Drehmomentstark, platzeffizient, laufruhig

Mit dem TPM+ Dynamics, dem ersten Produkt dieser Servoaktuatoren-Baureihe, werden bis heute bereits mehr als 40.000 Antriebsaufgaben gemeistert, u. a. rotative Applikationen in der Robotik und in Verpackungsmaschinen. Auch der TPM+ Power ist eine Antriebseinheit, bei der der Motor und das Getriebe durch das besondere konstruktive Prinzip sehr eng miteinander verbaut sind und dadurch deutlich weniger Einbauraum benötigt wird: Der Baulängenvorteil liegt bei ca. 50 % im Vergleich zu marktüblichen Motor-Getriebe-Kombinationen. Als ein Produkt der höchsten Integrationsstufe und Leistungsdichte bietet der äußerst kompakte TPM+ Power ein sehr hohes Drehmoment, was durch das kraftvolle Design auch optisch zutage tritt. Der Servoaktuator ist sowohl einstufig, was besonders interessant für lineare Applikationen ist, als auch zweistufig für rotative Antriebsaufgaben verfügbar. Die Abstufung der Übersetzungen ist fein und erlaubt eine optimale Auslegung des TPM+ Power hinsichtlich Energieeffizienz und Dynamik. Der Einsatz der Schrägverzahnung im Getriebe sorgt für eine optimale Laufruhe am Abtrieb. Der Einfluss von Zahneingriffsfrequenzen wird auf ein Minimum reduziert – was auch zu einem niedrigen Geräuschpegel beiträgt. Die Permanentmagnet-erregten Synchronmotoren der TPM+ Power-Baureihe besitzen eine herausragende Leistungsdichte. Erreicht wird dies neben dem Einsatz von Seltenerden-Magnetmaterial vor allem durch die höhere Polzahl und den hohen Füllfaktor in den Nuten. Gleichzeitig optimieren die hochwertigen, dünnen Bleche in den Paketen die Leistungs- und Energiebilanz durch Reduzierung der Wirbelstromverluste. Das so genannte Cogging, d. h. das permanentmagnetische Rastmoment zwischen den Magneten des Rotors und den Polschuhen des Stators, ist durch besondere geometrische Maßnahmen kaum spürbar

Haupteinsatzgebiete des TPM+ Power in den Bereichen Automation und Bearbeitung sind u. a. hochdynamische lineare Anwendungen wie Ritzel-Zahnstangen-Systeme oder Spindeln sowie rotative Applikationen mit hohen Massen und Störkräften, die ein Mehr an Drehmoment benötigen bzw. eine höhere Regelgüte erfordern.

Extrem verdrehsteif, extrem präzise: Der TPM+ High Torque

Die in vier Baugrößen und einem Übersetzungsspektrum von 22 bis 220 verfügbare Baureihe TPM+ High Torque zeichnet sich zum einen durch eine extrem hohe Verdrehsteifigkeit aus. Diese liegt ca. 180 % deutlich über den Werten bei Standardgetrieben. Zum anderen wird das maximale Beschleunigungsmoment in der jeweiligen Baugröße im Vergleich zum TPM dynamic nochmals um bis zu 90 % übertroffen – und dies alles bei platzsparenden Baulängen zwischen 183 mm und 415 mm. Verantwortlich für diese immense Leistungszunahme ist u. a. der vierte Planet in der Abtriebsstufe des Getriebes – durch die zusätzlichen Zahneingriffe konnten diese Werte entsprechend gesteigert werden.

Ausgehend von ihrer hohen Leistungsdichte erlauben auch diese Servoaktuatoren eine Dynamik-optimale Auslegung. Dies kommt vielen Einsatzgebieten des TPM+ High Torque zugute, z. B. beim Handling schwerer Lasten und in automatisierten Bearbeitungszentren. Welche Baugröße, Übersetzung und Abtriebsdrehzahl auch hinsichtlich der Energiebilanz am effizientesten ist, lässt sich für alle TPM+-Servoaktuatoren mit Hilfe der Auslegungssoftware Cymex 3 berechnen.

Integrierter Energie-Assistent berechnet Kosten- und CO2-Einsparung durch Netzrückspeisung

Die in das Auslegungstool Cymex 3 integrierte Funktion „Energie-Assistent“ ermöglicht es Wittenstein Motion Control, die energieeffiziente Auslegung von Antriebssträngen unter Einsatz z. B. von TPM+-Servoaktuatoren sowohl als Potenzial für Innovationen als auch als ein Alleinstellungsmerkmal in der elektrischen Antriebstechnik zu nutzen. Der Energie-Assistent erlaubt es, den Energiebedarf von Antriebsalternativen dynamisch zu berechnen, Downsizing-Potenziale zu erkennen und den gesamten Antriebsstrang energieeffizient auszulegen – bis hin zur Wirtschaftlichkeitskalkulation einer möglichen Netzrückspeisung durch den Antrieb. Beispielberechnungen zeigen, dass ein Großteil der Energie, die zum Beschleunigen und Bremsen der Antriebsträgheit aufgewendet wird, nicht komplett als Abwärme-Energieverlust beim Bremsen „verheizt“ werden muss, sondern zu einem großen Teil rückgespeist und „wiederverwendet“ werden kann. Mit Cymex 3 lassen sich sogar die Energiekosten mit und ohne Rückspeisung bewerten und so die jährliche Energieersparnis in Euro beziffern.

Hohe Leistungsdichte, hohe Wirkungsgrade, optimierte konstruktive Auslegung von Servoaktuatoren und leistungsgerechtes Design ganzer Antriebsstränge – die elektrische Antriebstechnik bietet zahlreiche Möglichkeiten für mehr Energieeffizienz. Wittenstein Motion Control verfügt über die erforderlichen Technologien, Tools und Experten, die diese Möglichkeiten Realität werden lassen können. (ud)

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