Hochbeanspruchbare Servomotoren für Präzisionsgetriebe

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Dadurch, dass die Spulen der Einzelzahnwicklung per se geometrisch separiert sind, kann das Isolationssystem sowohl innerhalb eines Wicklungsstranges als auch zwischen den 3 Phasen der Wicklung vergleichsweise unkompliziert ausgeführt werden. So ist es mit moderatem Aufwand möglich, eine der Beanspruchung adäquate Spannungsfestigkeit des Antriebes zu erreichen.

Allerdings erzeugt die stromdurchflossene Einzelzahnwicklung im Vergleich zu anderen Technologien erhöhte Oberfeldanteile im Magnetfeld des Luftspaltes. Folglich können vor allem in den Komponenten des Rotors größere Verluste entstehen.

Verbesserter magnetischer Kreis minimiert Drehmomentenwelligkeit und Geräusche

Auf die Oberfläche des Rotors applizierte Magnete sind mit dem Magnetfeld des Stators sehr gut verkettet. Dadurch werden sie zwar bestmöglich ausgenutzt, jedoch rufen die erwähnten Oberfelder gerade durch die gute Kopplung höhere Verluste in den Magneten hervor. Dieser Effekt verstärkt sich mit größer werdender Drehzahl.

Darüber hinaus können die Oberfelder entsprechend der vibroakustischen Disposition des Antriebes Schwingungen erregen, in deren Folge Geräusche entstehen. Bei ungünstiger Auslegung des Magnetkreises ist es durchaus möglich, dass die anfänglich gepriesenen Vorteile der Einzelzahnwicklung wieder kompensiert werden.

Die genannten Nachteile sind gerade bei Antrieben mit einem breit genutzten Drehzahlbereich, wie es für Baureihen von Servoantrieben im Maschinenbau zutrifft, nicht zu vernachlässigen. Deshalb war es wichtig, die tatsächliche Marktrelevanz der einzelnen Forderungen nach ausgezeichnetem Gleichlauf und geräuscharmen Laufverhalten im gesamten Drehzahlbereich zu bestimmen. Dadurch wurde es möglich, eine marktkonform optimale Auslegung des magnetischen Kreises zu finden, die die genannten Einschränkungen minimiert bzw. eliminiert. So können die Vorteile der Einzelzahnwicklung die Nachteile auch unter Berücksichtigung der genannten Anforderungen dominieren.

Vergossener Stator steigert Entwärmung und schützt

Die optimale Auslegung allein machte jedoch noch nicht die geforderte Verdopplung des Stillstandsmomentes bei gleichzeitiger Verringerung des Aktuatorvolumens möglich. Aufgrund des knappen Bauraums war die Entwärmung der Wicklung nicht ausreichend, um die Motorlebensdauer zu gewährleisten. Dies konnte nur erreicht werden, indem der bewickelte Stator vollständig vergossen wurde.

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