Rastmomentfreie Motoren : ohne Cogging

Rastmoment (englisch: "Cogging") entsteht durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem vernuteten Eisenkern einer Motorwicklung und den Permanentmagneten des Rotors. Durch das Drehen des Rotors kann somit eine sinusförmige Welligkeit im Drehmomentprofil beobachtet werden.

Das Rastmoment macht es schwieriger, anspruchsvolle Servoaufgaben wie z.B. Mikrometer- oder Nanometergenaue Positionierung, oder bei Aufgaben wie z.B. Verfahren mit Kriechgeschwindigkeit zu meistern. Man braucht also Motoren ohne Rastmoment.

Es gibt zwei Arten von rastmomentfreien Motoren. Motoren, deren Wicklung ohne Eisenkern ist, bekannt als eisenlose Motoren (vgl. Bild rechts). Oder aber, Motoren deren Wicklung einen nicht-vernuteten Eisenrückschluss haben (vgl. Bild rechts). In diesem Falle entsteht zwar die vorher erwähnte magnetische Anziehungskrauft, jedoch ohne Welligkeit.

Der eisenlose Motor kann schneller fahren, da im Stator keine sog. "Eisenverluste" entstehen. Dafür hat der eisenlose Motor eine geringere Drehmomentdichte. Die geringere Drehmomentdichte kann er jedoch durch eine höhere Leistungsdichte erreichen. Zudem ist der eisenlose Motor leichter als ein eisenbehafteter Motor.

Der rastmomentfreier Motor mit dem nicht-vernuteten Eisenrückschluss hat eine höhere Drehmomentdichte gegenüber seinem eisenlosen Cousin, kann aber nicht so schnell fahren, wegen der Eisenverluste. In den nachfolgenden Absätzen, beschreiben wir unsere beiden Familien von rastmomentfreien Motoren.

Rastmomentfreie Motoren der LSI-Serie

Unser Hersteller-Partner Fa. ThinGap ist Spezialist für rastmomentfreie Motoren. Die PM-bürstenlosen Drehstrommotoren haben eine Ring-Geometrie und bestehen aus eigenentwickelter Technologie für rastmomentfreie Statoren. Hierbei wird das nutenlose Statorblechpaket ringförmig hinter der Statorwicklung montiert. Das Ergebnis: Motoren und Generatoren, welche die gleiche Drehmomentdichte wie herkömmliche Motoren bieten, bei nicht zu übertreffendem Gleichlauf. Die ringförmige Geometrie ermöglicht neue Maschinendesigns, die besser integriert, kompakter und leichter sind.

Im Gegensatz zu Motoren mit geringem Rastmoment, haben nur ThinGap Motoren tatsächlich kein Rastmoment ("True-Zero™"). Das liegt daran, dass das Statorblechpaket als Ring keine Nuten aufweist und somit der Rotor in keine definierte Position strebt (magnetischer Pol). Das führt zu einer präzisen Drehbewegung, sowie zu einem hohen Gleichlauf.

Bitte nehmen Sie Kontakt auf, um Ihre Anforderungen mit einem erfahrenen Ingenieur durchzusprechen.

Rastmomentfreie Motoren der TG-Serie

Unser Hersteller-Partner Fa. ThinGap ist Spezialist für eisenlose Motoren. Die PM-bürstenlosen Drehstrommotoren der TG-Familie haben eine Ring-Geometrie und bestehen aus eigenentwickelter Technologie für eisenlose Statoren. Das Ergebnis: Motoren und Generatoren, die wenig wiegen, sowie eine hohe Leistungsdichte bei nicht zu übertreffendem Gleichlauf liefern. Die ringförmige Geometrie ermöglicht neue Maschinendesigns, die besser integriert, kompakter und leichter sind.

Die TG-Motoren bieten folgende Vorteile:

  • hohes Verhältnis zwischen Drehmoment und Gewicht
  • niedrige Trägheit
  • bessere Integration in die Maschine dank ringförmiger Geometrie
  • null Rastmoment ermöglicht bessere Stellgenauigkeit und Gleichlauf
  • hohe Leistungsdichte von 50W bis 550kW
  • Durchmesser von 40mm bis 900mm

Bitte nehmen Sie Kontakt auf, um Ihre Anforderungen mit uns durchzusprechen.

Controller für rastmomentfreie Motoren

Bei Aufgaben wie z.B. Mikrometer- oder Nanometergenaue Positionierung, oder bei Aufgaben wie z.B. verfahren mit Kriechgeschwindigkeit, ist Rastmomentfreiheit bei den eingesetzten Motoren ein Muss. Das reicht aber bei weitem nicht aus, um das Aufgabenziel zu erreichen. Weitere Voraussetzungen sind: ein hochaufgelöstes Wegmesssystem sowie ein Linearservoverstärker (d.h. nichttaktender Servoverstärker oder Servoregler oder Servoumrichter). Im Bereich der hochaufgelöstes Wegmesssysteme bieten wir optische Wegmesssysteme an. Eine Überblick derer können Sie unter diesem Link finden. Als linearer Servoverstärker bieten wir unser eigenes Produkt der LWM-Familie an. Mehr Informationen finden Sie unter diesem Link. Die meisten Servoverstärker sind taktend d.h. verwenden Pulsweitenmodulation (d.h. Zerhacken der Spannung) um den gewünschten Strom einzustellen. Das Takten führt jedoch zum Stromrippel (d.h. überlagerter Wechselstrom). Der Stromrippel wiederherum führt zu Kraftwelligkeit.

Genau diese Welligkeit macht es schwieriger, anspruchsvolle Servoaufgaben wie z.B. Mikrometer- oder Nanometergenaue Positionierung, oder bei Aufgaben wie z.B. verfahren mit Kriechgeschwindigkeit erfolgreich in Betrieb zu nehmen. Als letzter und vielleicht wichtigster Erfolgsfaktor zählt die Erfahrung eines Inbetriebnahmeingenieurs, der öfter solche komplexen Systeme in Betrieb genommen hat. MACCON bietet genau solche Ingenieurleistungen an. Wir haben in den Branchen Halbleiter, Optik, Laser sowie Weltraum vielen Kunden mit unserem Erfahrungsschatz zum Erfolg verholfen. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf, um mit einem erfahrenen Ingenieur über Ihre technischen Anforderungen zu sprechen!

Rastmomentfreier Motor der LSI-Serie
Rastmomentfreier Motor
der LSI-Serie (klar zu sehen: Stator ist nutenfrei)
Rastmomentfreier Motor der TG-Serie
Rastmomentfreier Motor
der TG-Serie (klar zu sehen: Stator hat keinen Eisenkern)
TG Aussenläufer eisenloser Motor
TG Familie. Eisenlose Aussenläufermotoren. Der Bausatz (Rotor+Stator) wird gezeigt, neben den für eine gelagerte Variante nötigen mechanischen Komponenten.