Im Gegensatz zu herkömmlichen Torquemotoren verfügen die TK-Einheiten sowohl über ein hohes Drehmoment als auch über eine hohe Drehzahl und können daher sowohl als Spindel- als auch als Drehtischmotor eingesetzt werden.
Die Rotoren verwenden spezielle, von Phase hergestellte Magnete mit minimiertem Verlustfaktor, die einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb mit einem dünnen, isotropen Rotor ermöglichen.
TK-Motoren sind dreiphasige Seltenerd-Permanentmagneteinheiten (Eisen-Neodym-Bor) und erreichen die höchste heute verfügbare Dauer- und Spitzendrehmomentdichte sowie eine hohe Drehzahl- und Flusssteuerungsfähigkeit über einen konstanten Leistungsbereich von bis zu 10:1.
TK Torque-Motoren bestehen aus separat gelieferten Stator- und Rotoreinheiten, die direkt in die Maschinenstruktur eingebaut werden können.
Alle Rotoren sind starre Einheiten mit mechanischer, klebstofffreier Magnethalterung, vorgespannter Kohlefaserhülse für sicheren Betrieb auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten.
Bei den Rotoren handelt es sich häufig um halbindividuelle Einheiten, die eine direkte Kopplung mit Lagern, Encodern und Bremsen ermöglichen.
Kundenspezifische Rahmen mit integrierter Kühlung oder auch partielle Maschinenbaugruppen mit Lagern und Gebern werden auf Basis der standardmäßig verfügbaren rahmenlosen Magnetausführungen auf Anfrage gefertigt.
| Torque Motor Code | Stapel [mm] | L tot.[mm] | Øout [mm] | Øin [mm] | Drehmoment (Wasser gekühlt) [Nm] | Drehmoment (Luft gekühlt)[Nm] | Spitzendrehmoment [Nm] |
Nenndrehzahl (U/min) | Maximale Drehzahl (U/min) |
| TK.085 | 50 | 110 | 96 | 44 | 7,30 | 3,70 | 24,10 | 5000 | 18000 |
| 100 | 160 | 96 | 44 | 16,20 | 8,10 | 48,20 | |||
| 150 | 210 | 96 | 44 | 25,40 | 12,70 | 72,30 | |||
| 200 | 260 | 96 | 44 | 34,70 | 17,40 | 96,40 | |||
| TK.110 | 50 | 125 | 121 | 43 | 12,50 | 6,30 | 33,20 | 5000 | 20000 |
| 100 | 175 | 121 | 43 | 26,90 | 13,50 | 66,30 | |||
| 150 | 225 | 121 | 43 | 41,60 | 20,80 | 99,50 | |||
| 200 | 275 | 121 | 43 | 56,30 | 28,20 | 132,70 | |||
| TK.120 | 50 | 125 | 134 | 54 | 21,90 | 11,00 | 47,50 | 5000 | 15000 |
| 100 | 175 | 134 | 54 | 48,20 | 24,10 | 95,10 | |||
| 150 | 225 | 134 | 54 | 75,10 | 37,60 | 142,60 | |||
| 200 | 275 | 134 | 54 | 102,40 | 51,20 | 190,00 | |||
| TK.164 | 50 | 125 | 173 | 76 | 48,30 | 24,10 | 93,50 | 4000 | 10000 |
| 100 | 175 | 173 | 76 | 104,70 | 52,30 | 187,00 | |||
| 150 | 225 | 173 | 76 | 162,10 | 81,10 | 280,40 | |||
| 200 | 275 | 173 | 76 | 219,90 | 110,00 | 374,00 | |||
| 300 | 375 | 173 | 76 | 336,00 | 168,00 | 560,90 | |||
| TK.188 | 50 | 140 | 202 | 80 | 34,80 | 17,40 | 119,50 | 6000 | 28000 |
| 100 | 90 | 202 | 80 | 79,10 | 39,50 | 238,90 | |||
| 150 | 240 | 202 | 80 | 125,80 | 62,90 | 358,40 | |||
| 200 | 290 | 202 | 80 | 173,60 | 86,80 | 477,80 | |||
| 300 | 390 | 202 | 80 | 270,50 | 135,20 | 716,80 | |||
| TK.195 | 50 | 160 | 207 | 76 | 49,50 | 24,80 | 93,50 | 2000 | 15000 |
| 100 | 210 | 207 | 76 | 108,69 | 54,30 | 187,00 | |||
| 150 | 260 | 207 | 76 | 169,20 | 84,60 | 280,40 | |||
| 200 | 310 | 207 | 76 | 230,20 | 115,00 | 374,00 | |||
| 300 | 410 | 207 | 76 | 352,70 | 176,40 | 560,90 | |||
| TK.220 | 50 | 170 | 240 | 110 | 75,60 | 37,80 | 159,00 | 3000 | 14000 |
| 100 | 220 | 240 | 110 | 172,40 | 86,20 | 318,10 | |||
| 150 | 270 | 240 | 110 | 274,40 | 137,20 | 477,10 | |||
| 200 | 320 | 240 | 110 | 378,70 | 189,30 | 636,20 | |||
| 300 | 420 | 240 | 110 | 590,10 | 295,10 | 954,30 | |||
| TK.240 | 50 | 135 | 249 | 142 | 111,20 | 55,60 | 216,50 | 3000 | 8000 |
| 100 | 185 | 249 | 142 | 240,00 | 120,00 | 433,00 | |||
| 150 | 235 | 249 | 142 | 371,30 | 185,60 | 649,40 | |||
| 200 | 285 | 249 | 142 | 465,90 | 251,60 | 865,90 | |||
| TK.270 | 50 | 140 | 282 | 160 | 112,30 | 56,20 | 282,70 | 3000 | 8000 |
| 100 | 190 | 282 | 160 | 253,00 | 126,50 | 565,50 | |||
| 150 | 240 | 282 | 160 | 399,30 | 199,60 | 848,20 | |||
| 200 | 290 | 282 | 160 | 547,70 | 273,90 | 1.131,00 | |||
| TK.310 | 50 | 120 | 310 | 198 | 215,60 | 107,80 | 373,90 | 500 | 3000 |
| 100 | 170 | 310 | 198 | 475,90 | 238,00 | 748,00 | |||
| 150 | 220 | 310 | 198 | 743,30 | 371,70 | 1.121,80 | |||
| 200 | 270 | 310 | 198 | 1.013,00 | 506,60 | 1.495,70 | |||
| TK.340 | 50 | 145 | 358 | 190 | 242,00 | 121,00 | 407,20 | 2000 | 6000 |
| 100 | 195 | 358 | 190 | 547,20 | 273,60 | 814,30 | |||
| 150 | 245 | 358 | 190 | 864,70 | 432,40 | 1.221,50 | |||
| 200 | 295 | 358 | 190 | 1.186,90 | 593,50 | 1.628,60 | |||
| 300 | 395 | 358 | 190 | 1.837,00 | 918,50 | 2.442,90 | |||
| TK.370 | 50 | 140 | 380 | 268 | 271,70 | 135,90 | 636,20 | 1000 | 4000 |
| 100 | 190 | 380 | 268 | 604,50 | 302,20 | 1.272,30 | |||
| 150 | 240 | 380 | 268 | 947,40 | 473,70 | 1.908,50 | |||
| 200 | 290 | 380 | 268 | 1.294,00 | 647,00 | 2.544,70 | |||
| 300 | 390 | 380 | 268 | 1.991,40 | 995,70 | 3.817,00 | |||
| TK.450 | 50 | 170 | 465 | 320 | 468,20 | 234,10 | 916,10 | 1000 | 3000 |
| 100 | 220 | 465 | 320 | 1.033,70 | 516,90 | 1.832,20 | |||
| 150 | 270 | 465 | 320 | 1.613,00 | 806,50 | 2.748,30 | |||
| 200 | 320 | 465 | 320 | 2.196,90 | 1.098,40 | 3.664,40 | |||
| TK.485 | 50 | 145 | 485 | 345 | 544,00 | 213,00 | 1.068,00 | 1000 | 2000 |
| 100 | 195 | 485 | 345 | 1.197,00 | 500,00 | 2.136,00 | |||
| 150 | 245 | 485 | 345 | 1.858,00 | 802,00 | 3.204,00 | |||
| 200 | 295 | 485 | 345 | 2.521,00 | 1.110,00 | 4.272,00 | |||
| TK.540 | 50 | 145 | 548 | 400 | 712,80 | 356,40 | 1.431,40 | 400 | 1500 |
| 100 | 195 | 548 | 400 | 1.547,50 | 773,80 | 2.862,80 | |||
| 150 | 245 | 548 | 400 | 2.397,40 | 1.198,70 | 4.294,20 | |||
| 200 | 295 | 548 | 400 | 3.252,00 | 1.626,00 | 5.725,60 | |||
| TK.570 | 50 | 115 | 578 | 450 | 745,40 | 372,70 | 1.767,10 | 400 | 1500 |
| 100 | 165 | 578 | 450 | 1.673,00 | 836,50 | 3.534,30 | |||
| 150 | 215 | 578 | 450 | 2.632,50 | 1.316,20 | 5.301,40 | |||
| 200 | 265 | 578 | 450 | 3.603,60 | 1.801,80 | 7.068,60 | |||
| TK.795 | 50 | 160 | 815 | 640 | 1.631,10 | 815,50 | 3.365,40 | 200 | 800 |
| 100 | 210 | 815 | 640 | 3.781,20 | 1.890,60 | 6.730,70 | |||
| 150 | 260 | 815 | 640 | 6.063,60 | 3.031,80 | 10.096,10 | |||
| 200 | 310 | 815 | 640 | 8.402,10 | 4.201,10 | 13.461,40 | |||
| TK.1150 | 50 | 190 | 1210 | 908 | 3.495,00 | 1.785,00 | 6.789,00 | 100 | 400 |
| 100 | 240 | 1210 | 908 | 7.996,00 | 4.281,00 | 13.577,00 | |||
| 150 | 290 | 1210 | 908 | 12.696,00 | 6.952,00 | 20.366,00 | |||
| 200 | 340 | 1210 | 908 | 17.457,00 | 9.695,00 | 27.155,00 | |||
| TK.1340 | 50 | 190 | 1420 | 1100 | 4.542,80 | 2.271,40 | 9.842,30 | 100 | 400 |
| 100 | 240 | 1420 | 1100 | 10.639,40 | 5.319,70 | 19.684,60 | |||
| 150 | 290 | 1420 | 1100 | 17.147,10 | 8.573,50 | 29.526,90 | |||
| 200 | 340 | 1420 | 1100 | 23.831,50 | 11.915,70 | 39.369,20 | |||
| TK.1700 | 50 | 190 | 1770 | 1420 | 8.113,80 | 4.056,90 | 15.946,80 | 100 | 300 |
| 100 | 240 | 1770 | 1420 | 18.951,20 | 9.475,60 | 31.893,50 | |||
| 150 | 290 | 1770 | 1420 | 30.480,20 | 15.240,10 | 47.840,30 | |||
| 200 | 340 | 1770 | 1420 | 42.301,80 | 21.150,90 | 63.787,00 | |||
| TK.2000 | 50 | 260 | 2085 | 1700 | 8.587,40 | 4.293,70 | 23.004,10 | 100 | 300 |
| 100 | 310 | 2085 | 1700 | 20.713,90 | 10.356,90 | 46.008,20 | |||
| 150 | 360 | 2085 | 1700 | 34.103,80 | 17.051,90 | 69.012,30 | |||
| 200 | 410 | 2085 | 1700 | 48.132,40 | 24.066,20 | 92.016,40 | |||
| TK.3080 | 50 | 260 | 3170 | 2760 | 24.318,60 | 12.159,30 | 51.035,20 | 100 | 250 |
| 100 | 310 | 3170 | 2760 | 57.331,50 | 28.665,80 | 102.070,30 | |||
| 150 | 360 | 3170 | 2760 | 92.790,20 | 46.395,10 | 153.105,50 | |||
| 200 | 410 | 3170 | 2760 | 129.340,00 | 64.670,00 | 204.140,70 |
TK-Motoren bestehen aus:
Ein dreiphasiger Statorgewickelt und imprägniert (3 Tauchgänge, bevorzugte Lösung für hohe thermische Zyklen) oder vakuumgekapselt in einer Verbindung mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit (für den Betrieb bei niedrigen Oberflächentemperaturen), die entweder in einen dünnen, zylindrischen Stahlmikrorahmen oder in einen Metallrahmen eingebaut ist, der die Kühlkammern und die O-Ringe an der Außenseite und eine Reihe von Gewindelöchern an einer Seite trägt (Typ Squid).
Die Microframe-Einheiten sind am Außendurchmesser mit der Toleranz h7 geschliffen und an den beiden Stapelseiten parallel bearbeitet. Diese Konstruktion ist für Presssitz oder axiale Druckverriegelung vorgesehen.
Die Microframe-Technologie maximiert die Raumausnutzung in der Baugruppe und erfordert, dass der Maschinenkörper die Kühlungshohlräume im Inneren trägt. Sie erfordert eine gewisse Sorgfalt bei der Gestaltung der Anwendung, führt aber zu der heute höchstmöglichen Platz- und Leistungsdichte.
Alternativ dazu ist der SQUID-Rahmen viel einfacher zu verwenden und erfordert nur einen zylindrischen Hohlraum, während die Motormontage und -befestigung nur durch einen Satz Schrauben erfolgt. Die erreichte Drehmomentdichte ist aufgrund der radialen Größe des Rahmens etwas geringer als beim Microframe.
Das Isolationssystem der Motoren entspricht der Klasse H (Magnetdraht: Klasse C) mit verstärkter Isolierung, die speziell für die hohen DV/dt-Werte ausgelegt ist, die für die Anwendung von 600-V-DC-Servoantrieben typisch sind; die Wicklungen sind mit drei PTC-Sensoren zum Schutz und einem linearen Temperaturfühler KTY 84 zur Prozessüberwachung ausgestattet.
Auch der Sternpunkt der Wicklung ist im Allgemeinen für Filterzwecke verfügbar. Alle Wicklungen sind werksseitig auf ihre Isolation geprüft, die mit 4,5 kVdc gegen Erde und 3,5 kVdc von Phase zu Phase weit über den gesetzlichen Anforderungen liegt.
Ein Permanentmagnetrotor mit röhrenförmiger, isotroper Grundform, der die Magnete am Außenumfang trägt, geschützt durch einen vorgespannten Kohlefaserring (bis zu 150 m/sec).
Bei den Magneten handelt es sich im Allgemeinen um gesinterte Hochtemperatur-Hochenergie-Magnete aus FeNdB, die mit einer speziellen patentierten Technologie hergestellt Phase Motion Control. Sie sind für die maximale Temperaturklasse ausgelegt und können praktisch nicht entmagnetisiert werden, es sei denn, der Antrieb fällt aus oder wird unsachgemäß bedient. Wenn eine ständige Einwirkung von Öl vorhergesagt wird, können spezielle ölbeständige Magnete spezifiziert werden.
Der Rotor kann entweder durch Presspassung oder durch eine Reihe von Axialbolzen auf der Welle befestigt werden. Die letztgenannte Konstruktion wird für Anwendungen mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl, wie z. B. Drehtische, bevorzugt. Im Allgemeinen wird das Innenprofil des Rotors an die Bedürfnisse der Maschine angepasst, vorausgesetzt, das gewünschte Profil ist mit der für das Magnetfeld erforderlichen maximalen Öffnung kompatibel und in den beiliegenden technischen Datenblättern angegeben.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb benötigen die Motoren einen Positionssensor auf der Welle (nicht im Lieferumfang enthalten), sowohl für die Feldorientierung als auch für die Positions-/Drehzahlregelung.
Der Rotor ist ein Dauermagnet und hat keine Primärverluste, so dass im Prinzip keine Rotorkühlung erforderlich ist. Die Chopper-Frequenz des Wechselrichters muss jedoch so hoch eingestellt werden, dass der Ripple-Strom pk-pk weniger als 20 % des Effektiv-Nennstroms beträgt, um unzulässige und gefährliche Streuverluste des Rotors zu vermeiden.
Kundenspezifische Rahmen mit integrierter Kühlung oder auch partielle Maschinenbaugruppen mit Lagern und Gebern werden auf Basis der standardmäßig verfügbaren rahmenlosen Magnetausführungen auf Anfrage gefertigt.
Die Rotoren werden nicht ausgewuchtet geliefert; der Hochgeschwindigkeitsbetrieb erfordert ein dynamisches Auswuchten bei der Montage auf der Anwendungswelle.
Motoren mit dünnem Ring und großem Durchmesser für hohe Drehmomente und niedrige Drehzahlen (Torquemotoren)
Typische Anwendungen:
Bei all diesen Anwendungen eliminiert der Direktantrieb das Spiel und macht ein präzises mechanisches Getriebe überflüssig, das wiederum die Genauigkeit und die dynamische Leistung des Systems einschränken würde. Mechanische Bremsen-Teiler sind unnötig. Die Tabellengenauigkeit ist die Genauigkeit des Gebersystems. Das System ist somit äußerst einfach, flexibel und umprogrammierbar.
Die Beseitigung des Übertragungssystems, seines Spiels und seiner Elastizität führt zu einer Regelungsbandbreite von bis zu 250 Hz, so dass ein Positionierzyklus mit großer Genauigkeit innerhalb weniger ms abgeschlossen werden kann, was sich positiv auf die Maschinenzykluszeit auswirkt. Um eine adäquate Servoleistung in Direktantriebsanwendungen mit hoher Genauigkeit und Steifigkeit zu gewährleisten, wie z. B. Indexierung und Rundtische in NC-Werkzeugmaschinen, muss der Sensor sinusförmig sein, damit der Antrieb die tatsächliche Position mit einer Auflösung interpolieren kann, die mindestens zehnmal größer ist als die erforderliche Genauigkeit. Außerdem muss die Sensorbefestigung oder die Federbefestigung eine Eigenresonanzfrequenz von über 2000 Hz aufweisen, um die Gesamtleistung des Systems nicht zu beeinträchtigen.
Spindelmotoren für Fräsmaschinen und Drehbänke
lange und dünne Motoren, bürstenlos mit Flusssteuerung, mittlere bis hohe Geschwindigkeit, hohe Leistungsdichte, geeignet für schwere Bearbeitungen oder die Steuerung großer Trägheitslasten zum Auf- und Abwickeln von Spulen. Die TK-Motoren haben die derzeit höchste Leistungsdichte und ermöglichen die Herstellung von Elektrospindeln mit bisher unerreichten Drehmomenten im Bereich von mehreren tausend Nm bei hohen Drehzahlen von mehreren tausend U/min. Spindelmotoren sind ohnehin Hochleistungs-Servomotoren, so dass ein weiterer neuer Anwendungsbereich die Betätigung mit sehr kurzen Zyklen ist. Jüngste Anwendungen sind der Direktantrieb des Stößels von Hochgeschwindigkeits-Revolverstanzmaschinen mit Hubzahlen von mehr als 300 Hüben/min oder die schnelle, schwere Indexierung in Drahtrahmenschweißmaschinen.
Typische Anwendungen:
Rohrmotoren, kleiner Durchmesser, für Mehrspindeleinheiten
| Standardgröße der Anschlusskabel im Vergleich zum Motornennstrom | |
| PTFE insulation, 2500 Vac, L=500 mm | |
| Nominal current | Wire size |
| In < 15 Arms | 1.22 mmq = AWG 16 |
| 15 Arms <= In< 25 Arms | 2.97 mmq = AWG 12 |
| 25 Arms <= In< 45 Arms | 8.6 mmq = AWG 8 |
| 45 Arms <= In< 82 Arms | 15 mmq |
| 82 Arms <= In< 110 Arms | 25 mmq |
| 110 Arms<=In< 200 Arms | 50 mmq |
Definieren Sie zunächst die technische Machbarkeit der Anwendung. Im Allgemeinen haben alle Motoren die gleiche physikalische Einschränkung, nämlich die Fähigkeit, einen „Luftspaltschub“ zu erzeugen, d. h. einen seitlichen Schub zwischen Stator und Rotor, der bei einem Linearmotor ein linearer Schub ist und bei einem runden Motor zu einem Drehmoment wird. Die Schubkraft pro Flächeneinheit hängt von der Motortechnologie ab, ist aber grundsätzlich durch die Eigenschaften der in den Motoren verwendeten Materialien (Magnete, Kupfer, Stahl) begrenzt. Die PM-Technologie bietet die höchste heute verfügbare spezifische Schubkraft, und dieser Wert wird mit der Verbesserung der Technologie schrittweise erhöht. Viele Faktoren (Kühlbedingungen, Größe, Luftspaltdicke, lineare Geschwindigkeit usw.) wirken sich auf diesen Wert aus, der nur als grober Richtwert verwendet werden sollte. Die Rotationsmotoren Tk und die Linearmotoren Wave zeichnen sich durch einen Spitzenschub von ca. 8000 N/m2 aus, Dauerschub mit Wasserkühlung ~ 5500 N/m2.
Die Schubkraftbegrenzung erklärt, warum es immer sinnvoll ist, den größten verfügbaren Durchmesser zu verwenden, um das Ausgangsdrehmoment zu maximieren. Wenn ein Motor im Durchmesser skaliert ist, wird das Drehmoment im Allgemeinen mit dem Quadrat des Durchmessers skaliert, während es in der Länge nur linear skaliert. Um zu prüfen, ob eine neue Anwendung überhaupt durchführbar ist, sollte daher, wenn die Verfügbarkeit des Drehmoments eine Einschränkung darstellen dürfte, der maximal verfügbare Durchmesser in Übereinstimmung mit der physikalischen Begrenzung und der maximalen Umfangsgeschwindigkeit (Werte unter 150 m/sec stellen kein Problem dar) bestimmt werden, und die Luftspaltfläche kann dann bewertet werden. Dies würde eine grobe Schätzung der Motorlänge ergeben und somit zeigen, ob die Anwendung durchführbar ist oder nicht.
Große Ringe mit sehr begrenzter axialer Länge sind die effizienteste Lösung für Anwendungen mit hohen Drehmomenten und niedrigen Drehzahlen, und sie haben den zusätzlichen Vorteil, dass keine separaten Lager benötigt werden, da sie im Allgemeinen von denselben Lagern der Last getragen werden können. Die Trägheit skaliert jedoch mit dem Kubus des Durchmessers, so dass wo die Trägheit die dominierende Last ist, sind lange und dünne Motoren besser geeignet. Ein typisches Beispiel ist der Direktantrieb des Stößels von Hochgeschwindigkeits-Stanzpressen, bei denen die Bewegung über 300 Mal pro Minute umgekehrt wird, oder in fliegenden Hochgeschwindigkeits-Scheren; in diesem Fall bieten rohrförmige, wassergekühlte TK-Motoren die leistungsstärkste Lösung.
Spindelantriebe erfordern in der Regel sowohl ein hohes Drehmoment als auch eine hohe Drehzahl, aber der Durchmesser ist im Allgemeinen begrenzt, so dass sie eher lang und dünn sind. Luftspaltlöcher mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Länge von bis zu 1:3 werden routinemäßig hergestellt. In diesem Fall ermöglicht die Phase-PM-Magnettechnologie die Herstellung von extrem dünnen Statoren und Rotoren, die besonders bei Mehrspindelanwendungen von Nutzen sind.
Die mit der Hochfrequenz-Phasenmagnettechnologie hergestellten PM-Spindelmotoren können sowohl im Modus mit konstantem Drehmoment als auch mit konstanter Leistung arbeiten. Der konstante Leistungsbereich kann je nach Typ mehr als 10:1 betragen, obwohl dies im Allgemeinen durch die Fähigkeit des gewählten Antriebs, einen tiefen Deflux-Bereich zu steuern, begrenzt wird.
Im Vergleich zu AC-Induktionsspindelmotoren bietet die PM-Motorenkonstruktion:
Bei der Phase-TK-Technologie gibt es keinen grundsätzlichen physikalischen Unterschied zwischen Torque-Motoren und Spindelmotoren; sie verfügen über die gleiche Laufruhe und hohe Bandbreite, die für den Direktantrieb im Indexierungs- und Konturierungsbetrieb erforderlich sind, so dass nun Fräs- und Dreharbeiten mit demselben Motor möglich sind.
Es gibt jedoch einen grundlegenden Unterschied zwischen PM- und Induktionsspindelantrieben. Bei der Induktionstechnologie wird Strom für die Magnetisierung des Motors verwendet (bei niedriger Drehzahl, hohem Drehmoment), was zu einem begrenzten Ausgangsdrehmoment führt; eine Flussreduzierung lässt sich leicht durch eine Verringerung des Magnetisierungsstroms erreichen.
Daher ist der Motor bei maximaler Last „heiß“ und bei Nulllast „kühl“. PM-Motoren hingegen beziehen das Feld aus hochenergetischen Dauermagneten, so dass keine Energie für den Aufbau des Motorfeldes erforderlich ist und mehr Energie für die Erzeugung des Drehmoments zur Verfügung gestellt werden kann. Wenn der Fluss reduziert werden muss, muss jedoch Strom zugeführt werden, um das Feld abzusenken, so dass PM-Motoren bei hohen Drehzahlen auch bei Nulllast einen gewissen Strom benötigen.
Eine typische Leistungs- und Drehmomentkurve in Abhängigkeit von der Drehzahl ist in Abb. dargestellt. 1 für einen kombinierten Drehmoment-/Spindelmotor mit 570 mm Durchmesser und 100 mm axialer Länge; in Abb. 2 wird die Motortemperatur bei Leerlauf und Volllast angezeigt. Es ist zu beobachten, dass oberhalb der „Kniedrehzahl“, d. h. der Übergangsgeschwindigkeit zwischen konstantem Drehmoment- und konstantem Leistungsbetrieb, die Motortemperatur zunehmend unabhängig von der Motorlast wird.
Ein weiteres nützliches Merkmal der PM-Technologie ist die Möglichkeit, mit einem großen Luftspalt zu arbeiten, der bei größeren Motoren bis zu mehreren Millimetern betragen kann. Diese Funktion kann bei Maschinen mit starken Verformungen nützlich sein, z. B. bei Kunststoffspritzpressen oder Schlaghämmern. Der radiale Luftspalt liegt standardmäßig in der Größenordnung von 1 mm, was im Allgemeinen Konstruktionen ermöglicht, bei denen der Motor auf den Maschinenträgern läuft, ohne dass separate Lager erforderlich sind.
Der magnetische Fluss im Rotor erzeugt radiale Anziehungskräfte.
Diese sind nur dann perfekt ausgewuchtet, wenn der Rotor in der Mitte des Stators sitzt, und nehmen mit der Exzentrizität zu. In der Praxis entspricht dies einer „negativen Steifigkeit“, die durch eine viel höhere positive Steifigkeit im Lagersystem ausgeglichen werden muss. Die Anziehungsdaten können auf Anfrage geliefert werden, die Größenordnung ist in der Grafik in Abb. dargestellt. 3, für einen Torque-Motor mit 1000 Nm, 370 mm Durchmesser, 105 mm Länge und einem radialen Luftspalt von 1 mm.
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