TECHNOLOGIEN
MACCON ist auf verschiedene Gebiete der Elektromotorentechnik und Antriebstechnik spezialisiert. Hier sind einige unserer Schwerpunkte:
REDUNDANTE SYSTEME
In vielen kritischen Anwendungen und MIL-, Luft- und Raumfahrtsystemen ist die Zuverlässigkeit oberstes Gebot. Die Bewegungssysteme dürfen nicht ausfallen – sie müssen eine ausgezeichnete Verfügbarkeit liefern.
Im Bereich der Luftfahrtaktuatorik z.B. muss die MTBF (mittlere Ausfallrate) vergleichen mit den heute üblichen hydraulischen Systemen niedrig sein.
Um eine hohe Verfügbarkeit zu sichern, kombinieren wir zwei Techniken: zum Einem entwerfen wir unsere Subsysteme nach hohen Qualitätsstandards und sehen ein möglichst hohes Derating vor, zum Anderen wenden wir Redundanz auf der Bewegungssteuerungsebene an.
Die Redundanz kann realisiert werden als:
- Doppel-Ausführung: ein Einzelfehler darf die Performance reduzieren aber ein Systembetrieb muss noch möglich sein (diese Forderung ist typisch im Automobilbau bzw. bei Lebenserhaltungssystemen)
- Dreifach-Ausführung: der Ausfall eines Kanals führt zu keinem Performanceverlust; ein zweiter Ausfall darf zu einer Reduzierung der mechanischen Ausgangsleistung führen, darf aber auf keinen Fall zu einem kompletten Betriebsausfall führen (diese Forderung ist typisch für die Luftfahrt)
In beiden Fällen müssen Fehler sofort erkannt und dem Host-Control System gemeldet werden, das auch selbst redundant ausgeführt sein kann!
Motoren & Sensoren
Auf Motorebene haben wir Redundanztechnologie entwickelt, die sowohl für Permanentmagnet- als auch für geschaltete Reluktanz- bzw. SR-Motoren angewendet werden kann. Je nach der gewählten mechanischen Lösung macht es auch Sinn den Motor doppelt auszuführen.
Auf Sensorebene gelten beide Ansätze – der Sensor wird komplett zwei- (oder drei-)fach ausgeführt oder mehrere Messköpfe tasten die gleiche Scheibe ab.
Mechanik
Um hohe Zuverlässigkeit zu sichern, gilt es wieder hohe Designstandards anzuwenden. Diese schließen die optimale Wahl der Werkstoffe als auch eine entsprechende Materialstress-Analyse ein, wobei die „worst-case“ Last-, Kraft und Beschleunigungsbedingungen berücksichtigt werden müssen. Gleichzeitig muss für eine möglichst geringe Eigenmasse des mechanischen Subsystems gesorgt werden.
Beim mechanischen Entwurf sind redundante Entwurfstechnologien auch anwendbar. Es gibt sowohl Getriebe als auch Spindeln, die zwei parallele Drehmoment- bzw. Kraftübertragungspfade vorsehen; falls der eine Pfad versagt, übernimmt der andere die volle Last.
Leistungselektronik
Beim Entwurf unserer Leistungselektronik wenden wir ebenfalls Techniken mit hoher, eigener Zuverlässigkeit als auch Redundanz an. Zusätzlich zu Designverfahren für eine hohe MTBF and gutes Derating kann die Leistungselektronik auch redundant ausgeführt werden. Diese Vorgehensweise verlangt aber Miniaturisierung, komplexe Verbindungstechnik und gutes Packaging, damit die Leistungselektronik nicht zu voluminös wird.
Software & Control
Die Forderungen gegenüber der Echtzeit-Software sind hoch, speziell im Hinblick auf Dokumentation und Verifikation. Auch die Steuerungshardware wird häufig redundant ausgeführt, zweifach oder dreifach. Solche redundante Kontrollsysteme werden von einer Arbitrierlogik überwacht – die zwei funktionierenden Systeme überstimmen das System, das ausgefallen ist bzw. abweichende Befehle erzeugt.