Dezentrale Antriebstechnik liegt seit längerem im Trend. Durch die Verlagerung der Intelligenz des Antriebssystems aus dem Schaltschrank in den Antrieb reduziert sich in der Regel der Verkabelungsaufwand und der zentrale Schaltschrank wird kleiner. Vor allen Dingen aber lassen sich modulare Anlagenkonzepte einfacher umsetzen. Gleichzeitig verlangt der Markt nach Industrie-4.0-Funktionalitäten und vereinfachter Installation. Der schwäbische Hersteller AMKmotion hat seiner neuen Generation dezentraler Wechselrichter deshalb nicht nur eine höhere Belastbarkeit, sondern auch intelligente Funktionen verpasst.
Volle Rückwärtskompatibilität
Damit die neuen Geräte sich leicht integrieren lassen, haben die Entwickler in Kirchheim/Teck darauf geachtet, dass die neue Generation mit dem Namen ihX5 montagekompatibel zu den bisherigen dezentralen Servowechselrichtern der Modellreihen iX2 und iX5 ist. Die Grundfläche bleibt identisch, lediglich in der Bauhöhe gibt es eine gewisse Varianz, weil AMKmotion eine besonders flexible Anschlusstechnik implementiert hat. Auf diese Weise können die neuen Umrichter im Zuge eines Retrofit auch auf ältere Motoren montiert werden. Natürlich sind die neuen Wechselrichter voll kompatibel zu den anderen Baureihen dezentraler Komponenten aus dem Hause AMKmotion. Bezüglich ihrer Leistung sind die Geräte vor allem für Aufgaben in Verpackungsmaschinen, Holzbearbeitungszentren, Getränkeabfüllanlagen mit Bottle Blowing oder der Montage- und Handhabungstechnik zugeschnitten.
Dreifache und längere Überlastfähigkeit
Die Servowechselrichter ermöglichen mit einer Leistungsversorgung von 540 bis 720VDC eine Dauerleistung von 5kVA. Der Nennstrom beträgt dabei bis zu 8,25A. „Unsere Geräte waren bislang zweifach überlastfähig. Ziel der Neuentwicklung war es, eine dreifache Überlastfähigkeit zu erreichen“, erklärt Andreas Böhringer, Head of Product Management & Technical Sales bei AMKmotion. Damit werden Spitzenströme von bis zu 25A möglich. Und weil die neuen Umrichter ein permanentes Temperaturmonitoring integriert haben, kann die Überlastdauer auf Basis der aktuellen Gerätetemperatur, sprich nach Auslastung, angepasst werden. „Ich kann heute mit einer intelligenten I2T-Überwachung deutlich längere Überlastzeiten realisieren“, so Böhringer. „Bei der vorherigen Gerätegeneration lassen wir unabhängig von der aktuellen Gerätetemperatur eine Überlast mit dem Spitzenstrom von einer Sekunde zu. Bei der neuen Generation messen wir die Temperatur, führen sie zurück in eine Regelschleife und reduzieren mit steigender Temperatur die zulässige Überlastzeit. Wenn das Gerät kalt ist, kann ich den doppelten oder dreifachen Spitzenstrom teilweise über Minuten fahren, so lange, bis das Gerät komplett durchgewärmt ist. Wenn der Kunde für eine gute Kühlung sorgt, kann er also relativ große Überlastzeiten erreichen.“ Damit sind die neuen ihX5-Geräte für Applikationen im Aussetzbetrieb prädestiniert. Ein typisches Beispiel hierfür sind elektrische Schwenkeinheiten im Karosseriebau oder klassische Handling-Achsen. Hier gibt es regelmäßig kurze Schwenks, um die Karosserie neu zu positionieren und danach Pausen, in denen Werker oder Roboter ihre Arbeiten verrichten. Da die Antriebe in dieser Zeit abkühlen, ist ein regelmäßiger, intermittierender Überlastbetrieb hilfreich, um schnellere Zykluszeiten zu erreichen. „Auf diese Weise unterstützen wir den Trend weg von der Pneumatik hin zur Elektrik“, ergänzt Andreas Böhringer.
Hybride und flexible Verkabelung
Mit der neuen Baureihe bietet AMKmotion auch eine so genannte hybride Verkabelung an, von der im Übrigen auch das ‚h‘ in der Bezeichnung ihX5 stammt – Hybrid Cable Solution. Kernelement ist die Ein-Kabel-Technik. „Früher hatten wir zwei Kabel, eines für Leistung, 24V und STO, ein weiteres für z.B. Ethercat. Heute ist das alles in einer Leitung zusammengeführt“, so Böhringer. „Zudem haben wir den Kabelquerschnitt für 24V von 0,75 auf 2,5mm2 erhöht. Das verringert bei langen Wegstrecken von 20 oder 25 Metern den Spannungsabfall.“ Außerdem können so mehr Antriebe an einem Strang kombiniert werden, denn die Verkabelung der Umrichter erfolgt nach dem Daisy-Chain-Prinzip, was Aufwand und die Kosten reduziert.
Vielfältige Anschlussmöglichkeiten
Das Daisy-Chain-Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass es die Zahl der Steckverbinder erhöht – ein Eingang, ein Abgang. Während in Nord- und Mitteleuropa die verwendeten M23-Hybridsteckverbinder aufgrund ihrer Flexibilität in Montage und Wartung sehr beliebt sind, werden sie gerade in preissensitiven Märkten wie Südeuropa oder Asien eher skeptisch gesehen. Daher hat AMKmotion die Gehäuse so gestaltet, dass auch eine herkömmliche Verdrahtung mit Kabeleinführung und Anschlussklemmen möglich ist. „Bei der dezentralen Platzierung von Antrieben hat man manchmal weniger Platz als man vermuten möchte, stellt Andreas Böhringer klar. „Deshalb sind die neuen Wechselrichter so gestaltet, dass man seitlich und oben wahlweise gerade oder gewinkelt abgehen kann. Das bietet enorme Flexibilität.“ Mit den verfügbaren M23-Hybridsteckern in gerader oder gewinkelter, drehbarer Ausführung sind die Kabelabgangsrichtungen nahezu frei wählbar.
Auf Erweiterbarkeit ausgelegt
Der flexible Einsatz wird durch das modulare Designkonzept der Servowechselrichter weiter erhöht. STO (Safe Torque Off) ist bereits integriert und weitere Sicherheitsfunktionen sind optional verfügbar. Alle Modelle haben eine USB-Serviceschnittstelle und können als Bussysteme Ethercat, Sercos III und Varan verwenden. Die Erweiterbarkeit durch Zusatzplatinen ist vorbereitet, wodurch eine einfache Ergänzung von Funktionalitäten und Schnittstellen oder etwa lokale I/Os ebenfalls gewährleistet ist.
