maxon EC motor eisenbehaftete Wicklung Technik − kurz und bündig
Programm − ECX TORQUE − EC-i − EC flat − EC frameless − mit Hall-Sensoren − sensorlos − mit integrierter Elektronik
Eigenschaften der maxon EC-Motoren mit eisenbehafteter Wicklung: − Bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) − Hohe Lebensdauer − Drehzahlen bis ca. 20000 min -1 − Vergleichsweise hohes Drehmoment − Vom streng linearen Verhalten abweichende Kennlinien − Mehrpoliger NdFeB-Permanentmagnet − Kleinere Kommutierungsschritte − Hallsensorsignale für einfache Drehzahl- und Positionsregelungen nutzbar − Feststehende Wicklung mit Eisenkern und mehreren Zähnen pro Phase − Leichtes Rastmoment − Gute Wärmeabfuhr, hohe Überlastbarkeit Eigenschaften des maxon ECX TORQUE - Programms: − Höchste Dynamik dank innen liegendem, mehrpoligem Rotor − Mechanische Zeitkonstante unter einer Millisekunde − Hohe Drehmomentdichte − Online konfigurierbar − Schnelle Lieferzeit Eigenschaften des maxon EC-i- Programms: − Höchste Dynamik dank innen liegendem, mehrpoligem Rotor − Mechanische Zeitkonstanten unter drei Millisekunden − Hohe Drehmomentdichte − Drehzahlen bis 15000 min -1 Eigenschaften des maxon EC-flat - Programms: − Attraktives Preis-/Leistungsverhältnis − Hohe Drehmomente dank aussen liegen- dem, mehrpoligem Rotor − Sehr gute Wärmedissipation bei höheren Drehzahlen dank offener Bauform − Varianten mit offenem Rotor oder Lüfter für noch höhere Drehmomente − Flache Bauweise auch für gedrängte Platzverhältnisse Bei den frameless Motorkits werden Rotor und Stator getrennt und ohne Lagerung und ohne Motorwelle geliefert. Erst beim Zusammenbau der beiden Komponenten entsteht der fertige Motor. − Drehmomentstark dank mehrpoligem Motordesign − Montageanleitung mit detaillierter Spezifikation für optimalen Einbau − Sensor zur Temperaturüberwachung (NTC-Heissleiter) − Platz sparende Integration in die Anwendung Legende Der Kommutierungswinkel bezieht sich auf die Länge einer vollständigen Kommutierungs- sequenz (360°e). Die Länge eines Kommutie- rungsintervalls ist demnach 60°e. Die Rotorlage bezogen auf die Motorwelle ergibt sich aus dem angegebenen Kommutie- rungswinkel geteilt durch die Polpaarzahl des Motors.
1 Flansch vorne 2 Gehäuse 3 Statorpaket 4 Wicklung 5 Permanentmagnet 6 Welle 7 Print mit Hall-Sensoren 8 Kugellager 9 Vorspannung 10 Flansch hinten
Elektronische Kommutierung Blockkommutierung mit Hall-Sensoren Die Rückmeldung der Rotorlage erfolgt durch drei im Motor eingebaute Hall-Sensoren, die pro Kommutierungssequenz sechs verschie- dene Schaltkombinationen liefern. Die drei Phasen werden entsprechend dieser Sensorin- formation in sechs verschiedenen Leitphasen bestromt. Strom- und Spannungsverlauf sind blockförmig. Die Schaltlage jeder elektroni- schen Kommutierung liegt symmetrisch um den jeweiligen Drehmoment-Scheitelpunkt. Eigenschaften der Blockkommutierung − Relativ einfache und kostengünstige Elektronik − Kontrollierter Anlauf − Hohe Anlaufmomente und Beschleunigungen möglich − Servoantriebe, Start-Stopp-Betrieb − Positionieraufgaben − Die Daten der maxon EC-Motoren werden mit Blockkommutierung ermittelt
Sensorlose Blockkommutierung Die Rotorlage wird über den Verlauf der indu- zierten Spannung erschlossen. Die Elektronik wertet den Nulldurchgang der induzierten Spannung aus und kommutiert nach einer drehzahlabhängigen Pause den Motorstrom (30°e nach dem Nulldurchgang). Im Stillstand und bei kleinen Drehzahlen ist das Spannungssignal zu klein und der Nulldurch- gang kann nicht oder nur ungenau detektiert werden. Deshalb werden spezielle Algorithmen für den Anlauf benötigt (analog zur Schrittmo- toransteuerung). Damit auch EC-Motoren in Dreieckschaltung sensorlos kommutiert werden können, wird in der Elektronik meist ein virtueller Sternpunkt erzeugt. Eigenschaften der sensorlosen Kommutierung − Kein definierter Anlauf − Nicht geeignet für kleine Drehzahlen und für dynamische Anwendungen − Dauerbetrieb bei höheren Drehzahlen (Ventilatoren, Pumpen)
I Blockkommutierung Signalverlauf der Hall-Sensoren Leitphasen II III IV
Sensorlose Kommutierung
VI V
EMK
Hall-Sensor 1 Kommutierungswinkel
60 120 180 240 300 360
1
1 0 1 0 1 0
Hall-Sensor 2 Hall-Sensor 3 Angelegte Motorspannung (Phase-Phase)
2
2
EMK
+
U U U
1-2
300°
0°
60° 120° 180° 240° 300°
+
3
3
2-3
+
3-1
58
Technik – kurz und bündig
Ausgabe Juli 2021 / Änderungen vorbehalten
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