Antriebstechnik
Anspruchvolle Einsatzbereiche
für Synchronantriebe sind Prüfstände für Tests von Verbrennungsmotoren sowie für Getriebe und Fahrwerke im Automobilbau. Asynchronmotoren in Prüfständen konnten den Ansprüchen, insbesondere bei der Simulation von Verbrennungsmotoren nicht mehr gerecht werden, so dass der Einsatz von PM-Synchronmotoren nötig wurde. Sie verbinden den Vorteil einer höheren Leistungsdichte mit geringerer Massenträgheit. Im Vergleich zu Asynchronmotoren hat er eine circa 2-fache Leistungsdichte und 4-mal geringere Massenträgheit, die für eine Simulation von Verbrennungsmotoren insbesondere bei ETPS (Electric Torque Pulse Simulation) gefordert wird. Mit den kleineren Synchronmotoren wird ein kompakterer Aufbau der Prüfstände erreicht, auf mechanische Verbindungen wie etwa Gelenkwellen kann verzichtet werden und Prüfungen mit dem Original-Abgassystem sind möglich.
Die Regelung eines Synchronmotors mit Unidrive SP erfolgt als feldorientierte Regelung. Damit kann das Drehmoment unverzögert über den Wirkstrom eingestellt werden. Durch die schnelle Abtastung der Regelung und hohen Taktfrequenzen von bis zu 16 kHz werden Anregelzeiten des Drehmomentes von weniger als 1 ms erreicht. Der Drehzahlregelbereich beträgt 0 bis 40.000 U/min. Auch in Getriebeprüfständen gewinnt der Synchronmotor an Bedeutung durch den stärkeren Einsatz von Doppelschaltgetrieben. Damit Schaltvorgänge während der Prüfung realitätsnah erfolgen können, ist es wichtig, Massenträgheiten in gleicher Größenordnung wie bei einem Verbrennungsmotor realisieren zu können. Typische Werte für 4/8-Zylinder-Motoren liegen etwa bei 0,1/0,3 kgm² und können nur mit Synchronmotoren erreicht werden. Für den Betrieb der Motoren und die Umsetzung der dynamischen Anforderungen eignet sich der Frequenzumrichter Unidrive SP insbesondere wegen seines Leistungsbereichs von 0,25 kW bis 1,9 MW und der universellen Encoderschnittstelle. Eingangsfrequenzen von bis zu 200 kHz bei voller Interpolationstiefe und Anregelzeiten kleiner 1 ms sprechen für den Einsatz im Bereich der Prüfstandstechnik. Die Schnittstellen CAN Open oder Ethercat sorgen für eine Datenübertragung mit Bandbreiten von 1 kHz. st
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