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Technik Scheibenläufer
 

- Einzigartiges Design
- Schnellere Beschleunigung
- Perfekter Rundlauf
- Lange Bürstenstandzeiten
- Hohes Spitzenmoment
- Leicht zu integrieren

   



Vergleich Scheibenläufer mit konventionellem Servomotor


 

Konventioneller Läufer
Beim konventionellen, eisenbehafteten Motor sind die Magnete konzentrisch um die Welle angeordnet. Somit entsteht ein radiales Magnetfeld. Der Läufer besteht aus genutetem Stahl, der mit isoliertem Kupferdraht bewickelt ist. Das Magnetfeld bewirkt auf den Leiter eine Kraft, woraus das Drehmoment resultiert. Während der Drehung des Läufers stellt der Kommutator die korrekte Stromrichtung des Stromes sicher.
Der Scheibenläufermotor macht sich eine komplett unterschiedliche physikalische Konstruktion zunutze. Der Motor ist so aufgebaut, dass das magnetische Feld axial ausgerichtet ist, also parallel zur Achse liegt (siehe Bild Scheibenläufer).

   
 

Scheibenläufer
Der Strom innerhalb des Läufers verläuft im rechten Winkel zum Magnetfeld. Daraus entsteht ein Drehmoment, das senkrecht auf der Richtung des Magnetfeldes und der Stromrichtung steht (Linke-Hand-Regel). Dadurch entsteht die Drehung des Rotors. Dieses Design ist erheblich effizienter als das radiale Design des konventionellen Motors. Durch diesen Aufbau wird das Problem des schweren Eisenläufers und die dadurch entstehenden elektrischen Verluste umgangen. Die große Anzahl der erreichbaren Kommutierungen – möglich durch das einzigartige Design des Scheibenläufers – erzeugt einen extremen Rundlauf und ein konstantes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich.

   

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Schnellere Beschleunigung


 

Aufgrund der dünnen, trägheitsarmen Läuferscheibe weist der Scheibenläufermotor ein außergewöhnliches Verhältnis von Drehmoment zu Trägheitsmoment auf.
Ein typischer Scheibenläufermotor beschleunigt innerhalb 60° einer Umdrehung von Null auf 3000 min-1. In manchen Anwendungen wird die volle Bewegung sogar in weniger als 10ms ausgeführt. Das bedeutet niedrigere Taktzeiten, mehr Bewegungen pro Sekunde und höherer Durchsatz. Bei inkrementalen Anwendungen bedeutet dies höhere Produktivität und damit höhere Rentabilität.

   

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Perfekter Rundlauf


 

Wenn man an einem konventionellen Motor im nicht angeschlossenen Zustand an der Welle dreht merkt man, dass sich die Welle nur in "diskrete", nah aneinander liegende Positionen drehen lässt. Dieser Effekt tritt auf, wenn die Blechung (Nuten) des Ankers in Richtung der magnetischen Feldlinien verlaufen. Dieses Phänomen wird "cogging" genannt. Der Effekt tritt im Betrieb ebenfalls auf und zeigt sich in der Welligkeit des Drehmoments, was bei kritischen Anwendungen ein ernsthaftes Problem darstellen kann. Der eisenlose Scheibenläufer hingegen wird nicht vom Magnetfeld angezogen und ist damit systembedingt frei vom "cogging"- Effekt. Das Ergebnis davon ist ein unschlagbar guter Rundlauf bei jeder Geschwindigkeit.

   

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Lange Bürstenstandzeiten


 

Aufgrund der Tatsache, dass der Rotor eisenlos ist, besitzt er so gut wie keine Induktivität. Dadurch wird im Läufer kaum Energie gespeichert, was verhindert, dass es während der Kommutierung zu Überschlägen kommen kann. In einem konventionellen, eisenbehafteten Motor ist im magnetischen Feld des Läufers viel Energie gespeichert. Bei Feldänderungen kann es durch die Entladung zu Überschlägen an den Bürsten kommen. Dieses Büstenfeuer und nicht etwa Reibung sind der Hauptgrund für den Verschleiß der Bürsten. Die Vermeidung von Bürstenfeuer führt in den meisten Fällen zu großen Standzeiten der Bürsten. Abhängig vom Einsatzgebiet übertreffen die Bürstenstandzeiten sogar die Lebensdauer der eingebauten Lager.

   

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Hohes Spitzenmoment


 

Für schnelles Beschleunigen und Abbremsen sind Drehmomente erforderlich, die weit über das Nenndrehmoment hinaus gehen.
Um dieses Spitzendrehmoment bereitzustellen, ist ein Kurzzeitspitzenstrom nötig. In einem eisenbehafteten Läufer kann das Magnetfeld des Läufers mit den Permanentmagneten interagieren und diese durch das entstehende Ankerquerfeld abmagnetisieren. Dieser Effekt begrenzt den kurzzeitigen Spitzenstrom auf maximal den 2- bis 3-fachen Wert des Nennstroms. Durch den nichtmagnetischen Scheibenläufer und das axiale magnetische Feld ist dieses Problem virtuell beseitigt. Die meisten Scheibenläufermotoren sind deswegen für einen Spitzengrenzstrom von bis zum 10-fachen des Nennstroms ausgelegt.

   

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Leicht zu integrieren


 

Das Design des Scheibenläufermotors lässt einzigartig flache Abmessungen zu. Dadurch wird die Integration dieser Motoren im Vergleich zu konventionellen, erheblich längeren Motoren erleichtert.
Diese Schlüsselfaktoren können Ihr mechanisches Design revolutionieren!

   

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