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Kundenspezifische Anpassung eines Servomotors – Standard im Vergleich zu kundenspezifisch

02 Aug 2021
Kollmorgen Experten

Kundenspezifische Motorausführungen decken ein breites Spektrum an Modifikationen ab, von einfachen mechanischen Änderungen bis hin zu grundlegenden Entwicklungsprojekten. Anpassungen ermöglichen es dem Konstrukteur, die Leistung des Servomotors zu optimieren, um die Produktivität und den Wert der Maschine zu verbessern. Wann und wie ein Standard-Servomotor angepasst wird, hängt von den zu erwartenden Vorteilen ab, die sich aus der Anpassung ergeben. Diese sollten eine an Form, Größe und Funktion gebundene Lösung umfassen. Bevor Änderungen vorgenommen werden, sollte geklärt werden, welche Designelemente geändert werden können und welche unveränderlich sind. Außerdem sollten die zugehörigen Kostenfaktoren ermittelt werden.

 

Kollmorgen AKM™ Family

Die Hauptkomponenten des elektromechanischen Designs von Motoren sind – wenig überraschend – mechanisch und elektrisch (oder eine Kombination aus beidem). Die Komplexität der Anpassung hängt vom Umfang der Änderungen am ursprünglichen Design ab. Eine mechanische Änderung, wie eine Verringerung des Wellendurchmessers, kann eine einfache Modifikation sein, während eine Erhöhung des Wellendurchmessers weitere Anpassungen an der Konstruktion erforderlich machen kann. Das Anpassen der elektrischen Eigenschaften der Motorwicklung kann so einfach sein wie das Ändern der Windungszahl in der Statorspule. Eine Erhöhung der Auslegungsspannung dagegen erfordert möglicherweise geänderte Isoliermaterialien oder sogar ein geändertes Nutdesign.

Mechanische Änderungen werden in der Regel durch die Wellen- und Montageanforderungen des Maschinenmechanismus erzwungen. Zu den üblichen Montagemodifikationen gehören Zentrierbunddurchmesser und -tiefe, Wellendurchmesser und -länge, Montageart (Oberflächen- oder Flanschelemente) sowie Lage und Ausrichtung der Leistungs-/Rückführungsanschlüsse. Standardmäßige NEMA-Montagespezifikationen identifizieren die Anordnung von Lochkreis, Zentrierbund und Wellendurchmesser. Eine auf NEMA-Standards basierende Montage minimiert den Anpassungsbedarf, jedoch können aufgrund von besonderen Anforderungen in Bezug auf die Einbausituatuation Änderungen an der Welle oder der Montage erforderlich sein.

 

Kollmorgen PSM Servomotor

Die Anwendungsumgebung des Motors kann auch einfache mechanische Änderungen erfordern, wie beispielsweise eine verbesserte Abdichtung, um einer nassen Umgebung Rechnung zu tragen, oder komplexere Änderungen, die alternative Materialien für die Anpassung an chemische oder Strahlungsumgebungen erfordern. Darüber hinaus können Materialanpassungen für gefährliche Umgebungen zu Änderungen an Designelementen führen, die die Kosten erheblich erhöhen können.

Die meisten Kostenfaktoren für mechanische Änderungen werden durch die anfänglichen Standard-Designspezifikationen bestimmt. Die Reduzierung des Wellendurchmessers ist in der Regel eine kostengünstigere Modifikation als die Erhöhung des Wellendurchmessers, die möglicherweise zusätzliche Änderungen im Lagerdesign und in der Endkappenbearbeitung verursacht. Änderungen an der Montageanordnung (Zentierbund, Lochkreis) können auch durch eine Modifikation der Gussform zustande kommen, woraus sich zusätzliche Werkzeugkosten ergeben.

Elektrische Modifikationen beinhalten typischerweise eine Anpassung der Windungszahl in den Motorspulenwicklungen, um die verfügbare Spannung und den verfügbaren Strom aufzunehmen. Andere Überlegungen bezüglich der Elektrik umfassen eine verbesserte EMI-Abschirmung, alternative Rückführsysteme oder Anpassungen der Steckverbindungen.

Die Kostenfaktoren elektrischer Modifikationen variieren je nachdem, wie umfangreich die Änderungen an den elektrischen Wicklungen oder Feedbackelementen sind. Die Anzahl der Drahtwindungen in einer Spule steht in direktem Zusammenhang mit den Bemessungsdrehzahl- und -drehmomentpunkten basierend auf einer bestimmten Spannung beziehungsweise Stromstärke. Wicklungsänderungen, die Drehzahl und Drehmoment basierend auf der verfügbaren Spannung und dem verfügbaren Strom optimieren, sind relativ einfach zu bewerkstelligen. Wenn jedoch Änderungen zur Anpassung an deutlich niedrige oder höhere Spannungen vorgenommen werden, führen andere resultierende Konstruktionsänderungen (wie Anpassungen der Isolation oder Änderungen des Nutdesigns) zu einem Anstieg der Anpassungskosten.

Die Anpassung eines Standardmotors erfolgt am besten in Zusammenarbeit mit einem Motorhersteller, der die Vorteile identifizieren kann, die spezifische Modifikationen zum Gesamtwert der Maschine beitragen. Überprüfen Sie das damit verbundene Preis-/Leistungsverhältnis jeder elektrischen oder mechanischen Modifikation, um sicherzustellen, dass jede Anpassung einen Mehrwert zur Verbesserung der Maschinenbetriebseffizienz bietet.

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Dieses Blogthema wurde in Zusammenarbeit von Motion- und Automationsexperten bei Kollmorgen erstellt, darunter Ingenieure, Customer Service - Mitarbeiter und Applikateure. Gerne helfen wir auch bei Ihrem Projekt.

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