Abgespeckt und ohne Schnickschnack

Eine neuen Reihe dezentraler Antriebslösungen verzichtet auf alles, was für die präzise Servoregelung unnötig ist. Der Hersteller will damit dem eigenen schwäbischen Anspruch gerecht werden und ermöglicht durch Einkabel-Anschlusstechnik Einsparungen bei der Verbindungstechnik und beim Installieren. Zu sehen sind die kompakten Antriebe zum ersten Mal auf der SPS IPC Drives 2014 in Nürnberg.

Bild: AMK Arnold Müller GmbH & Co. KG

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Huckepack auf dem Motor oder in unmittelbarer Nähe ganz dicht dran: Diese beiden Wege schlagen Hersteller dezentraler Servotechnik ein, um die Antriebsregelung aus dem Schaltschrank zu holen. Welches Konstruktionsprinzip das bessere ist, darüber entscheidet in aller Konsequenz die Applikation. Spricht vor allem der Kabelverzicht für die integrierte Lösung, bieten abgesetzte Kombinationen flexiblere Montagemöglichkeiten. AMK bringt jetzt mit der Baureihe ihXT zur SPS IPC Drives eine neue integrierte dezentrale Servolösung auf den Markt. Damit ist das Unternehmen in der Lage, aus einem dezentralen Systembaukasten heraus beide Kombinationsmöglichkeiten anzubieten. Die neuen dezentralen Servoantriebe sind für den unteren Leistungsbereich von 150 bis 400W ausgelegt. Entsprechend gering fällt die Wärmemenge aus, die die Leistung begrenzt. "Wir haben uns dennoch sehr intensiv Gedanken darüber gemacht, wie wir die entstehende Wärme so effektiv wie möglich aus dem Motor bekommen und wie die Elektronik anzupassen ist", berichtet Gerd Fecher, Leiter Applikation bei AMK.

Keine Stecker

Funktional steckt hinter dem Typ ihXT innerhalb der AMKASmart-Familie von AMK die Kombination aus Synchronservomotor und Servowechselrichter. Die integrierten Antriebe sind in puncto Leistung und Abmaße vor allem zugeschnitten für Aufgaben in Verpackungsmaschinen, Holzbearbeitungszentren, Getränkeabfüllanlagen oder der Montage- und Handhabungstechnik. Typische Applikationen sind Positionieraufgaben mit hoher Präzision und geringer Leistungsaufnahme. Weil in diesem Segment häufig über den Preis verkauft wird, bestand neben der skizzierten Leistungsdichte ein weiteres Entwicklungsziel darin, auf alles zu verzichten, was für das Einsatzgebiet nicht unbedingt nötig ist. "Die Anschlusstechnik konnten wir mit unserer schwäbischen Einstellung clever lösen", sagt Fecher und verweist dabei auf die außergewöhnliche Steckklemmenverbindung für den Anschluss der Einheiten. Entgegen des Trends, Motoren am liebsten mit abgedichteten Steckern auszuliefern, verzichtet die Neuheit aus Kirchheim ganz darauf. Dennoch hat das Unternehmen alles getan für die schnelle Maschineninstallation. Die Entscheidung, ihXT mit einem vorkonfektionierten Hybridkabel direkt im Kasten des Wechselrichter auf dem Motor anzuschließen, fiel bei AMK aus einem schlagkräftigen Grund heraus: Die Steckerkosten sind bei Antrieben kleiner Leistung unverhältnismäßig hoch. "Wir wollen mit der dezentralen Technik Geld bei der Installation sparen und diesen Effekt nicht gleich wieder mit teuren Steckern zunichte machen", bringt es Gerd Fecher auf den Punkt. Erfahrungen zeigen, dass in diesem Leistungsbereich die Systemstecker rund ein Drittel der Kosten des Gesamtantriebs einnehmen. Auch räumlich nehmen sie im Vergleich zu den Abmaßen eines Antriebs kleiner Leistung deutlich zu viel Platz ein.

Dicht bis IP65

Den Verzicht auf Hybridstecker konnte AMK mit einer im Detail ausgeklügelten Anschlusstechnik deutlich günstiger und platzsparender in Schutzart IP65 realisieren. Die Kabeldurchführung in das Gehäuse des Wechselrichters ist mit einer Manschette abgedichtet. Dicht ist das Ganze auch in puncto EMV. "Die Antriebselektronik ist im Gehäuse unter der Anschlussplatine geschützt gekapselt, was letztlich die hohe Störfestigkeit sicherstellt", macht Fecher deutlich. "Wir brauchen für die Installation marginal länger als mit teuren Steckern, die häufig auch noch stören, wenn es wirklich eng wird." Argumente in Richtung "schnellerer Motorentausch bei Störungen" lassen die Schwaben ebenfalls nicht gelten, weil Motorenwechsel in der täglichen Betriebspraxis ein höchst seltenes Ereignis sind und meist dann auch noch im Zuge von größeren Umrüstungen erfolgen. Viel wichtiger sei bei der Anschlusstechnik alles zu tun, um die Erstinstallation so einfach und platzsparend wie nur möglich zu machen. AMK macht die neuen dezentralen ihXT-Servoantriebe vor diesem Hintergrund deshalb fit für die Hybridkabelanschlusstechnik. Das Ganze ist noch kombiniert mit komfortablen Durchschleifmöglichkeiten. Auf diese Weise gehören Sternverdrahtungen einzelner Antriebe aus dem Schaltschrank heraus der Vergangenheit an. Die dezentrale Lösung erhält seine Leistung direkt vom zentralen oder dezentralen Gleichrichter. Der Gleichstrom wird dann per DC-Bus über das Hybridkabel von einem zum anderen Antrieb durchgeschleift. Mit im Mantel befindet sich auch die Ethernet-Kommunikation, bei der AMK Ethercat favorisiert. Wie viele Antriebe sich auf diese Weise hintereinander schalten lassen, hängt vom Leistungsbedarf des Verbundes und der Einspeiseleistung ab. "Wenn Achsen in einer Anlage zeitversetzt arbeiten, können das schon mal 40 Antriebe an einem Strang sein", erklärt Gerd Fecher. Dieser schlanke Aufbau bringt neben den direkten Vorteilen in puncto Platz, Kosten und Installationszeit auch noch weiteren mittelbaren Nutzen mit sich. Weil die Kabelmassen um bis zu 80% abschmelzen, fallen Schleppketten deutlich filigraner und leichter aus. Damit müssen bei der Antriebsauslegung geringere Eigenmassen berücksichtig werden, die von den Achsen schließlich mit zu bewegen sind z.B. bei mitfahrenden Achsen in Portalsystemen.

Fazit

Mit einfachen Steckerklemmen im Gehäuse des Wechselrichters bekommt die dezentrale Servotechnik einen weiteren Pluspunkt bei der Wirtschaftlichkeit. Gerade bei kleinen Leistungen schlagen Steckverbindungen mit Stecker und Buchse im Vergleich zu den eigentlichen Antriebskosten überproportional zu Buche. AMK ist es mit der neuen Baureihe ihXT gelungen, Anschlussfreundlichkeit und niedrige Installationskosten auf einfache wie effektive Weise miteinander zu kombinieren.