17.10.2019

Trends bei Servo- und Torquemotoren – was brauchen Anwender und was bieten Hersteller?

BG 75 EC, PLG 75

für Fachzeitschrift „ke NEXT“, verlag moderne industrie, Heft 11/12 2019
Roland Hensel


Der Trend geht zu kompakten, leichten Antrieben mit höchsten Leistungsdaten bei minimalem Bauvolumen. Präzision und vor allem eine sehr hohe Zuverlässigkeit und damit Verfügbarkeit des Antriebssystems sind die nächsten Entwicklungen. Des Weiteren werden die Antriebe durch die Integration von Sensorik immer intelligenter und können leichter in Betrieb genommen werden.
Welche Branchen bzw. Anforderungen treiben die Entwicklung der Servo- und Torque-Antriebstechnik aktuell voran? Allgegenwärtig ist das Bestreben nach Kompaktheit, Energieeffizienz und dynamischem Verhalten. Der Markt fordert Servoantriebe mit einer hohen Bewegungsdynamik und umfangreichen Steuerungs- und Regelungsfunktionen. Bei den Torquemotoren steht vor allem die Präzision und die Positioniergenauigkeit im Vordergrund.

Tobias Pfendler, Leiter Marketing und Produktstrategie von Dunkermotoren steht Rede und Antwort.

Wie und mit welchen Produkten begegnen Sie diesen Herausforderungen? Wohin geht der Trend bei den Servo- und Torquemotoren? Wie groß ist der Bedarf nach kundenspezifischen Komponenten beziehungsweise Komplettlösungen und wie gehen Sie mit Ihren Angeboten darauf ein?

Dunkermotoren bietet ein breites Portfolio an BLDC Synchronmotoren. Diese Antriebe haben einen hohen Wirkungsgrad und eine besonders hohe Dynamik. Aufgrund der Überlastfähigkeit und hochintegrierten Motion Controllern und integrierter Sensorik sind die Produkte auch sehr kompakt. Mit dem umfassenden Baukastensystem ist der wachsende Bedarf an kundenspezifischen Bedürfnissen schnell und einfach erfüllbar.

Gerade im industriellen Umfeld spielt das Thema Nachhaltigkeit und Energieeffizienz eine Rolle. Welche konstruktiven Möglichkeiten bieten sich in diesem Umfeld an? Welche Produkte haben Sie im Portfolio?

Viele unserer EC-Motoren sind effizienter als AC-Motoren der Premium Energieeffizienzklasse IE4. Hätten alle in der deutschen Industrie eingesetzten Elektromotoren den Wirkungsgrad von Dunkermotorens BLDC-Antrieben, so würden geschätzt jährlich 4.500.000.000 kg CO2 eingespart. Durch eine Auslegung auf den optimalen Betriebspunkt der Motoren mithilfe von Getrieben können Maschinenbauer die Effizienz meist massiv verbessern, hier wird das Potential selten ausgeschöpft. Außerdem bieten wir smarte Elektrozylinder zum Ersatz von ineffizienten Pneumatikzylindern an. Noch vor wenigen Jahren bestanden Antriebe aus Motor, Umrichter, Steuerung und Geber. Heute sind die ehemals externen Komponenten im Motor integriert, was Ressourcen deutlich schont.
Unsere Fertigung erfüllt die Vorgaben nach ISO 50001.

Wie sieht es beim Thema additive Fertigung aus? Ist das Verfahren schon über das Stadium der Fertigung von Mustern in Entwicklungs- und Kundenprojekten hinaus? Wenn ja, in welchem Anwendungsbereich bewegen sich dann die Motoren? Aus welchen Branchen kommen die Impulse?

Bei uns findet das Verfahren bisher nur bei der Fertigung von Mustern Anwendung. Sicherheitsfunktionen werden immer wichtiger und immer häufiger auch direkt in den Antrieb integriert.

Wie sieht Ihr Konzept bezüglich integrierter Sicherheitsfunktionen und höchster Verfügbarkeit aus?

Externe Motorregler von Dunkermotoren sind ist mit STO (Safe Torque Off) erhältlich. Ab Mitte/ Ende kommenden Jahres werden alle smarten EC-Motoren in dPro-Ausführung standardmäßig mit integrierter Safe-Torque-Off-Funktionalität ausgestattet.
Außerdem ist mit SIMATIC MICRO-DRIVE eine neues Servoantriebssystem mit Safety Integrated Funktion SLT (Safely Limited Torque) für ein sicher begrenztes Drehmoment am Markt erhältlich, abgestimmt auf die Dunkermotoren Baureihen BG45 bis BG95.

Intelligente Antriebe sind eine Grundvoraussetzung, um die Industrie vollständig digitalisieren zu können. Dies vor allem vor dem Hintergrund, weil Intelligenz immer kostengünstiger und es technisch immer einfacher wird, Intelligenz einzubauen. Konzepte zur dezentralen Antriebstechnik verlagern die Intelligenz sowie die ansteuernde Elektronik aus dem Schaltschrank immer mehr zum Antrieb. Wohin geht der Trend bei intelligenten Antrieben? Welche Daten liefern Ihre intelligenten Antriebe an übergeordnete Steuerungen oder die Cloud? (Stichworte Sensorik, intelligente Algorithmen, selbstlernde Systeme, schnelle, echtzeitfähige Busanschaltungen wie OPC UA over TSN, Condition Monitoring, Predictive Maintenance).

Hier ist Dunkermotoren Pionier und Marktführer. Bereits 1999 haben wir den ersten EC-Motor mit integrierter Regelelektronik und digitalen Eingängen an den Markt gebracht, seit 2005 auch mit Busschnittstellen. Über diese werden Informationen wie Drehzahl, Temperatur oder Strom an die übergeordnete Steuerung übermittelt (Condition Monitoring). Künftig wird es auch möglich sein, Daten per OPC UA oder MQTT direkt bzw. über Edge-Gateways in die Cloud zu übermitteln. Algorithmen zur intelligenten Diagnose eines Motors anhand der erfassten Daten werden direkt im Motor selbst ausgeführt. Für Predicitve Maintenance werden die Daten aller Motoren in der Cloud zusätzlich mittels KI analysiert.

Wie sehen Sie das Thema Industrie 4.0 in der Fertigung von Motoren, beim Anwender und in der Entwicklung von neuen Geschäftsmodellen?

In der Fertigung der Motoren müssen Produktions- und Prüfdaten künftig einheitlich, zentral und zugänglich gespeichert werden. Dies ist Grundlage um dem Kunden einen Mehrwert vom digitalen Antriebstypenschild bis hin zum umfassenden digitalen Zwilling zu bieten. Mit Hilfe der gewonnenen Informationen können wir unsere Kunden noch optimaler beraten und z.B. für den exakten Anwendungsfall eine noch optimalere Auslegung in Bezug auf Kosten, Energieeffizienz oder Lebensdauer bieten, je nach Bedarf des einzelnen Kunden. Über Predicitve Maintenance können wir unseren Kunden Prognosen über den Zustand unserer Motoren zur Verfügung stellen, damit werden diese ungeplante Stillstände vermeiden und neue Geschäftsmodelle wie Pay per Use realisieren.



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