Präzise Winkelmessung - auch wenn’s mal langsam dreht

Antriebssteuerungen sind auf schnelle und präzise Informationen über Drehzahlen bzw. Winkelgeschwindigkeiten angewiesen, um die nötigen Berechnungen in Echtzeit durchführen zu können. Die Sinus-Cosinus-Drehgeber von Pepperl+Fuchs adressieren speziell die Anwendungen, bei denen Winkelgeschwindigkeiten langsam drehender Wellen präzise und mit hoher Auflösung zu erfassen sind.

Winkelgeschwindigkeiten und -beschleunigungen erfasst man in der Antriebstechnik häufig mit Hilfe von Inkremental-Drehgebern. An ihren Ausgängen stellen die Sensoren der Steuerung die Impulse der Codespuren mit nur minimalen Verzögerungen in Echtzeit zur Verfügung. Damit Regelalgorithmen die gewünschten Fahrprofile bzw. Beschleunigungs- und Bremsrampen optimal berechnen können, müssen sie mit möglichst vielen Schrittimpulsen pro Zeiteinheit versorgt werden - idealerweise mit mehreren tausend Impulsen pro Sekunde. Aus der fortlaufenden Differenzauswertung der Impulszahlen pro Zeiteinheit lassen sich sowohl die Geschwindigkeiten als auch deren Änderungen ableiten.


»Solange man sich mit geringen Regelgüten beim Antrieb bewegt, liefert dieses Funktionsprinzip einwandfreie Ergebnisse«, erklärt Jürgen Seitz, Geschäftsführer der Pepperl+Fuchs Drehgeber GmbH. »Problematisch wird es jedoch, wenn der Einfluss von Vibrationen und Unregelmäßigkeiten wächst und daher auch die Regelgüte steigen soll. Solche Beeinträchtigungen der Signalqualität sind typisch ab Drehzahlen unter 60 U/min. Spätestens bei einer Drehzahl von unter 1 U/min sind hochgenau arbeitende Drehgebertypen unverzichtbar.«


Die negativen Auswirkungen niedriger Drehzahlen wiegen umso schwerer, als sich in den letzten Jahren die Anforderungen an die Qualität und Güte geregelter Antriebe erhöht haben. »Die Gründe dafür liegen nicht nur in einem schärferen Wettbewerb auf globaler Ebene«, so Seitz, »sondern auch in erweiterten Anwenderwünschen, die immer ausgereiftere Gesamtsysteme verlangen, z. B. besonders energieeffiziente Antriebslösung. In diesem Sinn werden die klassischen Anwendungen der Antriebstechnik fortlaufend durch neu erschlossene Einsatzbereiche ergänzt. Alle diese Randbedingungen einschließlich rationeller Montagekonzepte sind möglichst kostengünstig zu erfüllen.«