Die Geräte von Sieb & Meyer integrieren nicht nur die Funktionen eines Frequenzumrichters und eines Servoverstärkers gleichermaßen, sondern tun das auf sehr hohem Niveau und in logischer Konsequenz ihrer technischen Spezifikationen. Schließlich liegt der Fokus liegt dabei auf Hochgeschwindigkeitsanwendungen im Falle der Frequenzumrichter und auf hochdynamischen Positionieranwendungen bei den Servoverstärkern. Dieser Sachverhalt hat schon vor rund 20 Jahren dazu geführt, dass beide Anwendungsbereiche quasi mit den identischen Geräten bedient werden. Funktionieren kann das aber nur, weil Sieb & Meyer zum Erreichen der applikationsseitigen Regelungseigenschaften in beiden Anwendungsfällen entsprechende Mess- und Regelungstechnik zum Einsatz bringt.
Mehr als das Mindestmaß
Aber warum ist das nicht allgemein üblich? Gründe für ein separates Angebot von Frequenzumrichtern und Servoverstärkern im Standard-Segment liegen vor allem auf der preislichen Seite, da sich die Volumenhersteller auf Massenanwendungen wie Förderbänder oder einfache Bewegungsachsen fokussieren. Diese simplen Anwendungen haben normalerweise keine hohen regelungstechnischen Anforderungen, sodass es sich lohnt, Frequenzumrichter beziehungsweise Servoverstärker einzusetzen, die hard- und softwareseitig auf ein Mindestmaß reduziert wurden. „Der Servoverstärker ist eigentlich immer die höherwertige Komponente“, erklärt Torsten Blankenburg, CTO bei Sieb & Meyer. „Ein Servoverstärker könnte in der Regel auch ein Frequenzumrichter sein, aber diese Dynamik kostet Geld und braucht einen sehr großen Overhead. Deshalb liegt der Preis eines Standardumrichters in der Regel unter dem des Servoverstärkers. Und das führt zu einer Zweiteilung.“
Hochdynamische Anwendungen
In den Applikationen, die bei Sieb & Meyer im Fokus stehen, ist das keine Option. Denn um die notwendigen Systemeigenschaften zu erreichen, sind hard- und softwareseitig keine Kompromisse möglich. „Wir bewegen uns im Hochgeschwindigkeitsbereich und dafür benötigen wir entsprechendes Messequipment in den Geräten und dynamische Regelungstechnik“, fährt Blankenburg fort. „Das bedeutet, wir brauchen das, was den Servoverstärker eigentlich per se ausmacht auch für unsere Umrichteranwendungen. Und weil wir in beiden Bereichen diese hohe Performance benötigen, ist eine hardwareseitige Unterscheidung beider Komponenten in unserer Nischenanwendung nicht sinnvoll.“
Typische Anwendungen für Servoverstärker aus dem Sortiment von Sieb & Meyer bewegen sich in einem Leistungsbereich von 7 bis 8kW. Ein Charakteristikum dieser hochdynamischen Applikationen sind ihre Lastspitzen. Deshalb verfügt die Endstufe bei den kleineren Drive Controllern über eine hohe Überlastfähigkeit. Das kommt der Servo-Applikation zugute, wird im Frequenzumrichter aber nicht benötigt. Bei den größeren Leitungsklassen verzichtet Sieb & Meyer auf die hohe Überlastfähigkeit, weil das Unternehmen dort keine typischen Servo-Anwendungen bedient. Stattdessen unterstützt der Hersteller im hohen Leistungsbereich Highspeed-Motoren – also typische Frequenzumrichter-Anwendungen – mit seinen Drive Controllern. Diese Applikationen erfordern einen hohen Nennstrom, jedoch nur einen geringfügig höheren Spitzenstrom.
Nenn- und Spitzenstrom
„Unsere kleinen Geräte zeichnen sich durch ein hohes Nenn- zu Spitzenstromverhältnis aus“, so Blankenburg. „Die Bandbreite wird dann mit steigender Leistung immer geringer. Diese Spezifikation deckt sich mit den Anforderungen der Frequenzumrichter- und Servo-Applikationen unserer Kunden. Natürlich gibt es auch Servo-Anwendungen von 100kW und höher, aber das ist dann wieder eine andere Nische, die aktuell nicht von uns bedient wird.“
Hauptunterscheidungsmerkmale bzw. Gemeinsamkeiten der Anforderungen an Frequenzumrichter und Servoverstärker in den unterschiedlichen Anwendungsfeldern fasst die Tabelle auf einen Blick zusammen. Es wird deutlich, dass in den Bereichen Highspeed-Motoren und hochdynamische Servoachsen eine sehr hohe Überdeckung der Eigenschaften vorliegt. Das unterstreicht noch einmal die Konsequenz des Konzepts von Sieb & Meyer, hardwareseitig keine separaten Geräteausprägungen zu entwickeln, sondern einen universellen Drive Controller, der über spezifische Software-Einstellung beiden Welten gerecht wird.
Reduzierte Gerätevielfalt
Mit dem Konzept des Drive Controllers will Sieb & Meyer die Komponentenvielfalt nicht nur im eigenen Haus, sondern auch bei seinen Kunden reduzieren. Der Anwender erhält einen hocheffizienten Hochgeschwindigkeits-Frequenzumrichter, der die Eigenschaft eines Servoverstärkers bereits mitbringt. Entsprechend kann dieselbe Hardware etwa in einer Werkzeugmaschine für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung für beide Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Das reduziert die Hersteller- und Gerätevielfalt ebenso wie die Anzahl der vorzuhaltenden Ersatzteile. „Gerade in einer Werkzeugmaschine hat man eigentlich immer beide Welten“, resümiert Torsten Blankenburg. „Für die Bearbeitungsspindel den Frequenzumrichter, für die Bewegungsachsen Servoverstärker. Und mit unseren Drive Controllern können beide Applikationen passend bedient werden.“
