Smart Quality: Gleichmäßiger Rundlauf bei niedrigen Drehzahlen: So klappt’s mit der Rastmomentkompensation

Jürgen Dlugosch, Baumüller Nürnberg GmbH

Lesedauer ca. min.

Rastmomentkompensation

Baumüller Smart Value
Holen Sie mit IoT mehr aus Ihrer Antriebstechnik raus: Baumüller Smart Value steht für den Mehrwert, den intelligente Antriebstechnik für Maschinenbau und Maschinenbetreiber bietet. Mit Baumüller Smart Value erweitern wir den Leistungsumfang unserer Servoantriebe: Auf Basis der schon vorhandenen Daten wie Leistung, Strom, Drehmoment, Drehzahl oder Position werden dem Anwender weitere wichtige Informationen z.B. zum Betriebszustand der Maschine geliefert oder direkt im Antrieb Entscheidungen getroffen, um Maschinenausfälle zu vermeiden. Das gleiche gilt für die zugehörige Auslege-Software: Mit ihr wird die Motor-Regler-Kombination optimal für die jeweilige Applikation dimensioniert und die Regler parametriert. Darüber hinaus kann über Simulation die Auslegung sofort am digitalen Zwilling verifiziert und direkt optimiert werden.

Was ist das Rastmoment?

Das Rastmoment ist ein physikalisches Phänomen bei permanenterregten Elektromotoren. Je nach Stellung des Rotors variiert der Luftspalt, so dass sich der magnetische Widerstand mehr oder weniger gut ausbildet. Die Folge sind Drehmomentschwankungen und unruhiger Lauf, besonders bei niedrigen Drehzahlen.

Eine detaillierte Beschreibung dieses Effekts finden Sie hier:
Grundlagen: Was ist das Rastmoment?

Das Problem

Bei bestimmten Anwendungen mit hohen Anforderungen an den Gleichlauf kann sich dieser Effekt ohne eine Rastmomentkompensation auf den Produktionsprozess auswirken und die Qualität des Endprodukts negativ beeinflussen. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Folien auf Kalandermaschinen, auf denen bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten hochwertige Folien hergestellt werden. Ein Kalander muss selbst bei niedrigen Drehzahlen einen sehr gleichmäßigen Rundlauf haben, um beste Ergebnisse zu erzielen. Wellenbewegungen in der Drehzahl verursachen besonders bei der Produktion von Kunststofffolien Dickenunterschiede im Material, die das Endprodukt unbrauchbar machen.

Die Lösung

Rastmoment unterdrücken

Eine mögliche Lösung sind rastmomentreduzierte Motoren, wie die High-Precision-Servomotoren DSH1 von Baumüller. Kommen solche hochpräzisen Motoren aus Leistungsgründen nicht in Frage, dann bietet Baumüller die im Antrieb integrierte Funktionalität „Rastmomentkompensation“.

Die Funktionalität steht in der Firmware zur Verfügung. Über das Analyse-Tool ProDrive können die realen Rastmomente gemessen und im Servoantrieb kompensiert werden. Durch eine automatische Messung, das sogenannte Teach-In, bei der Inbetriebnahme werden die auftretenden Rastmomente identifiziert. Dem Regler wird mitgeteilt, an welcher Stelle und mit welcher Stärke das Rastmoment im normalen Betrieb auftreten wird. In der Antriebsregelung wird dann ein positions- und winkelabhängiger Strom berechnet, welcher dem vorhandenen Rastmoment entgegenwirkt. Das Vorsteuersignal zum Sollwert der momentenbildenden Komponente des Stroms gleicht die zu erwartende Welligkeit aus. So wird ein gleichmäßiges Drehmoment über den gesamten Verfahrbereich hinweg und maximale Produktqualität möglich.

Durch diese Funktion lassen sich etwa beim Kalandrieren gleichmäßige und streifenfreie Folien herstellen.

Haben Sie noch Fragen?

Jürgen Dlugosch
Senior Product Manager I Baumüller Nürnberg GmbH

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