Leistungsaufnahme Eines Antriebs - SIEB & MEYER SD2M Hardware-Beschreibung

Elektrische Leistungsauslegung
Drehmomentkonstante
Die Drehmomentkonstante gibt die Beziehung zwischen Motorstrom und Motordreh‐
moment an (Nm/A). Die Drehmomentkonstante ist ein Ergebnis aus geforderter max.
Drehzahl, Dynamik, Effektivität und der Güte des Magnetmaterials.
Induktiver Wicklungswiderstand
Der induktive Wicklungswiderstand (ωL) resultiert aus der Anzahl der Windungen der
Wicklung. Im Stillstand ist er Null. Er erhöht sich mit der Frequenz.
Ohmscher Wicklungswiderstand
Der ohmsche Wicklungswiderstand R resultiert aus der Drahtlänge und Drahtstärke.
Im Stillstand bestimmt er allein den Wicklungswiderstand.
Elektrische Zeitkonstante
Die elektrische Zeitkonstante ist der Quotient aus dem induktiven und dem ohmschen
Widerstand (τ = L/R).
Schraubmotoren
Schraubmotoren sind in der Regel hochdynamisch, haben eine hohe Spitzendrehzahl,
ein hohes Spitzendrehmoment, eine geringe Massenträgheit und ein kleines Nennmo‐
ment. Hieraus resultiert eine kleine Spannungskonstante, eine kleine Induktivität, ein
dünner Wicklungsdraht und ein geringer Rotordurchmesser. Aufgrund der kleinen
Induktivität wird ein Schraubmotor mit einer hohen Pulsweitenmodulatorfrequenz
(PWM-Frequenz 16 kHz) betrieben, um den Stromrippel klein zu halten.
11.2

Leistungsaufnahme eines Antriebs

Wird dem Antrieb ein konstantes Drehmoment entnommen, ist die Leistungsaufnahme
abhängig von der momentanen Drehzahl.
Beispiele:
▶
11
▶
▶
▶
▶
Hieraus ergibt sich ein Motorstrom von:
Der Motor benötigt hierfür eine Spannung von U = 1 Ω × 30 A = 30 V
0 1/min, Stillstand
Daraus ergibt sich eine Leistung von P = 30 V × 30 A = 0,9 kW.
Bei einer Zwischenkreisspannung von 300 V ergibt sich ein Eingangsstrom aus der
Versorgungsspannung von I = P / 300 V = 3 A.
Im Netzteil fließt also ein weit geringerer Strom als im Motor. Diese Betrachtung ist
gerade bei Schraubanwendungen von großer Bedeutung, da die hohen Drehmomente
und damit Ströme nur bei niedrigen Drehzahlen benötigt werden.
110
Vorgegebenes Drehmoment: 30 Nm
Zwischenkreisspannung: 300 V
Spannungskonstante: 50 mV / min (50 V / 1000 1/min)
Wicklungswiderstand: 1 Ω
Drehmomentkonstante: 1 Nm / A
Antriebssystem SD2M - Hardwarebeschreibung
W