Manfred Schedl, Leiter des Geschäftsbereichs Drives bei TQ Systems: „Damit wir 100 V mit bis zu 100 kHz präzise auf die Motorwicklungen geben können, haben wir den Stromregler in einen FPGA gegossen.“

Manfred Schedl, Leiter des Geschäftsbereichs Drives bei TQ Systems: „Damit wir 100 V mit bis zu 100 kHz präzise auf die Motorwicklungen geben können, haben wir den Stromregler in einen FPGA gegossen.“ Redaktion IEE

Seit 2006 produziert TQ Antriebe auf Basis der RoboDrive-Technologie, die inzwischen als Geschäftsbereich TQ-Drives firmiert. Manfred Schedl, ehemals Geschäftsführer von RoboDrive und bei TQ verantwortlich für den Mechatronik-Bereich: „Die Antriebssparte profitiert von der Kapital- und Innovationskraft der Gruppe mit fast 1 400 Mitarbeitern und 160 Entwicklern – und damit auch unsere Antriebskunden.“
Wie der Name signalisiert, zielte RoboDrive ursprünglich auf robotische Anwendungen. „Deren Anforderungsprofil ist wiederum identisch mit vielen industriellen Anwendungen“, so Schedl. Er führt hier Dynamik, Drehmoment, Präzision und Effizienz an. Die Kombination aus hoher Geschwindigkeit und Drehmoment ermöglicht geringe Taktzeiten. Auch in kritischen Umgebungsbedingungen wie hohen Temperaturen, Vakuum und Strahlung funktionieren die Motoren einwandfrei sowie mobil mit Batterieversorgung.

Die Motoren sind jeweils in Hohlwellen- als auch in Vollwellen-Ausführung verfügbar. Das Produktspektrum umfasst komplette Motoreinheiten mit standardmäßig integrierten Absolutwertgebern. Optional gibt es auch Sicherheitsbremsen – sowohl für Voll- als auch Hohlwellen. Die Motoren sind für den Kleinspannungsbereich (12 V bis 48 V) ausgelegt und realisieren, „ohne Getriebe“, betont Schedl, Nenndrehmomente von 0,024 Nm bis 11 Nm. Die Vollwellenmotoren haben B5/B14-Flanschplatten, die den Anbau aller denkbaren Getriebevarianten ermöglichen: Planetengetriebe, Zykloidgetriebe und harmonische Getriebe.

Umrichter zum Motorenprogramm

Der 40-A-Umrichter steht derzeit ausgewählten Kunden zur Verfügung; der Serienstart erfolgt später.

Der 40-A-Umrichter steht derzeit ausgewählten Kunden zur Verfügung; der Serienstart erfolgt später. TQ Systems

Passend zum Motorenprogramm zeigt Schedl einen Servo-Umrichter für verschiedene Leistungsklassen. Der SDB-40-100 für Anschlussspannungen von 12 bis 100 V DC liefert bis zu 40 A und bis zu 3,4 kW Nennleistung – bei kompakten Abmessungen (220 x 140 x 40 mm) und knapp 1 kg Gewicht. „Um eine hohe Regelgüte zu erreichen, arbeitet der Servo-Umrichter mit Taktfrequenzen und Samplingraten von bis zu 100 kHz“, stellt Schedl eine Besonderheit heraus. Dadurch ist auch der Betrieb von Motoren mit geringer Induktivität möglich. Allerdings resultieren aus dem hohen Takt enorme Datenmengen, die der Stromregler erst einmal verarbeiten muss. „Deswegen haben wir den Regleralgorithmus in einen FPGA implementiert“, so Schedl. Der Servo-Umrichter unterstützt zur Lage- und Drehzahlerfassung alle gängigen Encoder-Schnittstellen, darunter auch die digitale BiSS-C-Schnittstelle. Die Reglerstruktur mit vielfältigen Filter- und Vorsteuerungsmöglichkeiten ermöglicht den Einsatz in schwierigen Antriebssituationen. Mit dem Servo-Umrichter können alle gängigen Arten von Elektromotoren wie BLDC, AC, DC, Stepper und Reluktanzmotoren betrieben werden. In Richtung Steuerung unterstützt der Antrieb Ethercat, CANopen sowie STO (Safe Torque Off) als Sicherheitsfeature.