Bewegungssteuerung für kleine DC-Motoren
Welcher Motion Controller für welchen Motor?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Motion Controller in zwei Ausführungen erhältlich
Zusätzliche Informationen über die thermische Anbindung in der Applikation können in die in den Controllern hinterlegten Modelle einfließen und sie noch weiter verbessern. Wie gut wird der Motor gekühlt? Muss die Leistung begrenzt werden, weil die Umgebungstemperaturen hoch sind? Sind ein Getriebe und ein Encoder vorhanden? »Liegen solche weiterreichenden Informationen vor, lässt sich beispielsweise auch bei einem Antrieb, der im Zyklusbetrieb in einer Klimakammer arbeitet, jeweils die maximale Motorleistung nutzen, indem der Motorregler die Parameter für die Umgebungstemperatur aus der Steuerung der Klimakammer in den hinterlegten Modellen nachführen kann«, führt Wagener aus. »Ähnliches gilt auch, wenn die Lastzyklen bekannt sind. Der Motor lässt sich dann oft kleiner auslegen, was besonders beim Einsatz in mobilen Geräten ein Vorteil ist.«
Bedingt durch die für dynamische Vorgänge vorteilhafte niedrige elektrische Zeitkonstante können durch die in Antriebsreglern übliche Pulsweitenmodulation (PWM) Zusatzverluste entstehen. Die typischen elektrischen Zeitkonstanten von Faulhaber-Glockenankermotoren liegen bei einigen 10 µs. Bei PWM-Frequenzen unter 50 kHz lassen sich dann die im Datenblatt angegebenen Dauermomente oft nicht mehr erreichen oder der Motor würde überhitzen. Daher ist bei der Auswahl des Motorreglers auf eine ausreichend hohe PWM-Frequenz zu achten. Bei den Motion Controllern von Faulhaber liegt diese je nach Typ zwischen 78 kHz und 100 kHz. Durch die Art der Modulation wirken am Motor bis zu 200 kHz, passend zu den Erfordernissen der kleinen Motoren.
Die schon seit Längerem erhältlichen Motion Controller der Familie MC V3.0 eignen sich laut Wagener angesichts ihrer Baugröße und der Auflösung der integrierten Motorstrommessung jedoch nur bedingt für die ganz kleinen Motoren des Faulhaber-Portfolios. Unter der Bezeichnung MC 3001 B/P steht daher jetzt ein Motion Controller bereit, der in Bezug auf die Baugröße und die Auflösung der Strommessung genau zu den kleineren Servoantrieben passt (Bild 4). Bei maximal 30 V Versorgungsspannung erreicht der ab 16 mm lange, 27 mm breite und 2,6 mm hohe Motion Controller dabei einen Dauerstrom von 1 A und einen Spitzenstrom von 5 A. Bei niedrigeren Versorgungsspannungen, etwa in 12-V-Systemen, lassen sich auch Dauerströme bis zu 2 A problemlos erreichen. »Dabei müssen gegenüber den großen Familienmitgliedern keine Abstriche an der Funktion in Kauf genommen werden«, hebt Wagener hervor. »I/O-Umfang und Encoder-Schnittstelle entsprechen denen der gesamten Familie.« Als Kommunikationsschnittstellen stehen USB, RS-232 und CANopen zur Verfügung. Über eine kundenspezifisch ausführbare Trägerkarte (Motherboard) lässt sich dann auch eine EtherCAT-Schnittstelle bereitstellen.
Erhältlich ist der Motion Controller in zwei Ausführungen: Die Bauform mit flachen Board-to-Board-Steckverbindern (MC 3001 B) bietet sich an, wenn mehrere Antriebsregler auf einer Trägerkarte kombiniert werden sollen. Die Variante MC 3001 P hat eine über drei Seiten laufende Stiftleiste im 2,54-mm-Raster und lässt sich leicht in eigene Aufbauten integrieren, etwa für Mehrachsanwendungen in der Laborautomatisierung.
- Welcher Motion Controller für welchen Motor?
- Motion Controller in zwei Ausführungen erhältlich
Lesen Sie mehr zum Thema
