Agilität zählt – bei der Positions­rückmeldung von elektrischen Antrieben

Start-ups haben den Charme, auch bei der Lösung technischer Herausforderungen neue Wege zu beschreiten. Vermeintliche physikalische Grenzen werden oft durch eine sehr intelligente Kombination von Hardware und innovativer Steuerung und Software überwunden. Das bedeutet auch, neue Wege in der Sensorik zu gehen. Werden elektrische Antriebe eingesetzt, so stellen magnetisch kodierte Positions- und Winkelmesssysteme eine Alternative zu den bekannten Drehgebern dar, insbesondere wenn eine hohe Dynamik und hohe Wiederholgenauigkeit gefordert sind.

Ein absolut messendes berührungsloses System besteht aus einem Sensorkopf und einem Magnetband.

Auf dem Band sind zwei Magnetspuren aufgebracht: eine mit abwechselnden Nord- und Südpolen und eine mit der Kodierung der absoluten Position.

Die Sensoren im Sensorkopf messen das Magnetwechselfeld. Sie bewegen sich berührungslos über das Magnetband, tasten die Magnetpole ab und übertragen die Weginformation an die Auswerte-Elektronik.

Durch den Einsatz von Zubehör wie z. B. Edelstahl-Abdeckbändern kann das Sensorsystem auch unter extremen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden. Hier kann das Magnetband sogar teilweise oder komplett eingebettet werden.

Es stehen verschiedene Schnittstellen für die Verbindung des Sensorsystems mit einer Steuerung zur Verfügung: SSI (absolut), BiSS C (absolut, ermöglicht auch die Speicherung von Nutzerdaten im Sensorkopf), Mitsubishi-Schnittstelle und absolute Quadrature-Schnittstelle (absolut, kompatibel mit digitaler inkrementeller A/B/Z-Schnittstelle).

Ein zusätzliches Display kann z. B. über die SSI-Schnittstelle integriert werden und stellt programmierbare Relaisausgänge und richtungsabhängige Schaltpunkte zur Verfügung.

(Beispiel: Display verwendet mit SSI-Schnittstelle als Slave)

Agile Wind Power ist ein solches Start-up, das eine neuartige Windkraftanlage entwickelt hat, bei der die Antriebsachse senkrecht auf dem Turmkopf montiert ist. Drei Rotorblätter sind auf einem dreiarmigen Drehkranz vertikal ausgerichtet und frei drehbar – und jedes wird mit bis zu 4.000 Messungen pro Sekunde kontinuierlich gepitched (also optimal auf den Wind ausgerichtet). Frühere Varianten vertikaler Windkraftanlagen waren am Markt nicht erfolgreich, weil die Fliehkräfte und der Materialverschleiß zu hoch und der Wirkungsgrad zu gering waren.

Bei einem Projekt dieser Art ist es entscheidend, dass bereits in einem frühen Stadium eine enge Zusammenarbeit bei der Auswahl und Anwendung der Sensorik stattfindet. Das Zusammenspiel mit dem elektrischen Antrieb und der Steuerung wurde auf einem Prüfstand ausgiebig getestet.

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