03.11.2021 – Kategorie: Maschinenbau

Käfigläufer-Asynchronmotor: Mit IIoT zum intelligenten Antrieb

IIoT für Käfigläufer-AsynchronmotorQuelle: Bauer Gear Motor GmbH

Durch die Integration von Getriebemotoren in das IIoT profitieren Betreiber von Präzision, Energieeffizienz und reduzierten Wartungskosten.

  • Im Jahr 1889 wurde der Käfigläufer-Asynchronmotor erfunden. 130 Jahre später ist er immer noch einer der am häufigsten eingesetzten Elektromotoren für industrielle Standardanwendungen.
  • Mit TorqueControl4.0 verwandelt Bauer einen passiven Asynchron-Getriebemotor in einen intelligenten Antrieb, der über IO-Link wertvolle Daten kommuniziert.
  • Durch die Integration von Getriebemotoren in das Industrial Internet of Things (IIoT) profitieren Betreiber von höherer Präzision, Energieeffizienz und reduzierten Wartungskosten.

Die Vorteile des IIoT sind gut dokumentiert, und Hersteller investieren in intelligente Fabriken, um ihre Produktionsprozesse zu verbessern. Die meisten kleinen und mittleren Fertigungsunternehmen haben jedoch nicht die Mittel, um den kompletten Umbau ihrer Fabriken zu meistern. Dort, wo es möglich ist, herkömmliche passive Technologie in ein intelligentes Netzwerk zu integrieren, stellen sich viele Hersteller die Frage: „Wie kann ich meine bestehende Infrastruktur aufrüsten?“

Der Beitrag von Bauer Gear Motor zur „vierten industriellen Revolution“ (Industrie 4.0) begann, als ein langjähriger Kunde genau diese Frage stellte, wie Produktmanager Simon Scharpf erklärt:

„Ein Kunde, mit dem wir schon vorher sehr eng zusammengearbeitet haben, bat uns, eine Alternative zu mechanischen Überlastkupplungen zu prüfen. Er suchte nach einer Lösung, die für die Drehmomentüberwachung und -steuerung von Fördersystemen effizienter wäre und idealerweise eine verbesserte Leistung im Betrieb und eine kürzere Reaktionszeit im Fall einer Drehmomentüberlastung bieten sollte. Wir haben schnell festgestellt, dass eine elektronische Lösung der beste Weg ist, um diese Anforderungen zu erfüllen, und dass diese den zusätzlichen Vorteil bietet, konkrete Daten über IO-Link in die Cloud übertragen zu können.“

Bestehende Infrastruktur aufrüsten

Mechanische Drehmomentbegrenzer schützen den Antriebsstrang, indem sie bei Erreichen einer bestimmten Drehmomentbelastung nach dem Prinzip der Sollbruchstelle ansprechen. Dies ist ein einfaches, aber wirksames Mittel zum Schutz von Anwendungen wie Förderbändern, bei denen ein Fremdkörper den Antriebsstrang blockieren und unerwartete Belastungen verursachen kann. Die meisten modernen mechanischen Drehmomentbegrenzer verfügen auch über einen Sensor, der den Bediener im Falle einer Überlast warnt. In diesem Fall muss die mechanische Kupplung jedoch teilweise demontiert und wieder eingerastet werden. Das erhöht die Ausfallzeit für den Bediener. Außerdem ist das mechanische System in sich geschlossen und erlaubt nur eine binäre Ansteuerung, das heißt entweder eingekuppelt oder ausgekuppelt.

Die TorqueControl4.0-Lösung von Bauer ist eine intelligente, elektronische Steuerung, mit der sich alle am Netz betriebenen Bauer-Getriebemotoren kostengünstig und ohne Frequenzumrichter in ein Industrie 4.0-Netzwerk integrieren lassen. Sie ermöglicht es dem Betreiber, ein flexibles — aber dennoch präzises — Überlastmoment einzustellen und die Leistung ständig zu überwachen. Dies ermöglicht vorbeugende Wartungsmaßnahmen, wenn Unregelmäßigkeiten auftreten. Darüber hinaus kann die zentrale Steuerung im Falle einer Überlast die Information an die Produktionslinie weitergebe. So kann sie alle Maschinen anhalten, bis die Überlastsituation behoben ist. Sobald die Überlastung beseitigt ist, kann die Anlage über das Netzwerk einfach wieder gestartet werden.

Mit TorqueControl4.0 lassen sich alle am Netz betriebenen Bauer-Getriebemotoren kostengünstig und ohne Frequenzumrichter in ein Industrie-4.0-Netzwerk einbinden. Bildquelle. Bauer Gear Motor GmbH

Umgebungsdaten eines Standard-Getriebemotors lassen sich in Echtzeit überwachen

Mit der Möglichkeit, TorqueControl4.0 über IO-Link an das Industrie 4.0-Netzwerk anzuschließen, lassen sich erstmals die Umgebungsdaten eines Standard-Getriebemotors in Echtzeit überwachen. Somit kann man sofort reagieren. Dies wiederum erhöht die Funktionalität und Leistungsfähigkeit des Getriebemotors. Dabei stehen Funktionen wie Soft-Start und Soft-Stopp ebenso bereit wie die Möglichkeit, die Magnetisierung des Motors unabhängig von der Last zu optimieren. Das erhöht deutlich den Wirkungsgrad des Motors im Teillastbereich.

Simon Scharpf weiter: „TorqueControl4.0 ermöglicht nicht nur die Überwachung von Betriebszustand, Betriebsstunden, Temperatur und Lastzyklus, sondern kann auch eine unabhängige Abschaltung des Drehmoments bewirken und Zustandsdaten wie Strom, Spannung oder Leistung liefern. Die Parameter können so eingestellt werden, dass der Antrieb im Falle einer Überlastung innerhalb von Millisekunden abgeschaltet wird, um eine Beschädigung des Antriebsstrangs zu verhindern. Zugleich kann der Betreiber den Anlaufstrom wie bei einem herkömmlichen Sanftstarter begrenzen.

Durch die kontinuierliche Lastpunktüberwachung kann TorqueControl4.0 die Spannung so einstellen, dass der Antrieb im Teillastbereich effizient läuft. Wir gehen davon aus, dass dies den Wirkungsgrad des Motors in einigen Fällen um bis zu 25 Prozent erhöht.“

Getriebemotoren ohne Frequenzumrichter in das IIoT integrieren

TorqueControl4.0 ist in den Klemmenkasten des Motors integriert, so dass der Motor seine Standard-Schutzart beibehält. Das System ist für ein breites Anwendungsspektrum mit einem Leistungsbedarf von bis zu 2,2 kW ausgelegt. Daher eignet es sich besonders für den Einsatz in der Fördertechnik, der Intralogistik oder in Prozessen, die unter Last anlaufen und eine hohe Energieeffizienz und schonende Energieversorgung erfordern.

Mit TorqueControl4.0 lässt sich jeder am Netz betriebene Getriebemotor ohne Frequenzumrichter in das IIoT integrieren. Von den an die zentrale Steuereinheit übermittelten Daten profitiert letztlich die gesamte Produktionslinie. Auf diese Weise können produzierende Unternehmen Technologie aus dem 19. Jahrhundert in die Zukunftsfabrik des 21. Jahrhunderts transferieren.

Bild oben: TorqueControl4.0 eignet sich für den Einsatz in der Fördertechnik, in der Intralogistik oder für Prozesse, die unter Last starten und eine hervorragende Energieeffizienz und schonende Leistungsversorgung erfordern. Bildquelle. Bauer Gear Motor GmbH

Weitere Informationen: https://www.bauergears.com/

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