Wechselstrom- und Gleichstrommotorantriebe sind zwei Hauptantriebsarten, die jeweils ihre spezifischen Eigenschaften und Vorteile besitzen. Doch wissen Sie, wie Sie die richtige Wahl zwischen diesen beiden Antrieben treffen? Die folgenden Ausführungen geben Ihnen die Antwort.
Gleichstromantrieb
Der Gleichstromantrieb ist ein Drehzahlregelungssystem für Gleichstrommotoren. Die Drehzahl eines Gleichstrommotors ist proportional zur Ankerspannung und umgekehrt proportional zum Fluss im Motor. Daher kann die Drehzahl über die Ankerspannung oder den Feldstrom geregelt werden. Es gibt viele verschiedene Arten von Gleichstrommotoren, und auch ihre Regelungsmethoden unterscheiden sich.
Ein Gleichstromantrieb wandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um, um einen Gleichstrommotor anzutreiben. Die meisten Gleichstromantriebe verwenden mehrere Thyristoren (auch SCRs genannt), um aus einphasigem Wechselstrom eine Halbwellen-Gleichspannung zu erzeugen (Halbbrückenverfahren). Fortgeschrittenere Antriebe nutzen sechs SCRs, um aus dreiphasigem Wechselstrom eine Gleichspannung zu erzeugen (Vollbrückenverfahren). Beim Vollbrückenverfahren werden daher für jede Eingangsphase zwei SCRs verwendet.
Ein Thyristor (SCR) funktioniert wie ein Einwegschalter, der über ein Gate-Eingangssignal gesteuert wird. Durch Anlegen einer niedrigen Spannung an das Gate wird der Thyristor aktiviert. Bei unterschiedlichen Eingangsphasenwinkeln ändert sich der Ausgangsstrom, sodass der Frequenzumrichter die Motordrehzahl regeln kann. Um die Motordrehzahl zu überprüfen und gegebenenfalls zu kompensieren, benötigen die meisten Gleichstromantriebe einen Drehzahlmesser als Rückmeldesignal. Ein Drehzahlmesser ist im Prinzip ein kleiner Permanentmagnet-Gleichstrommotor, der mit der Hauptmotorwelle verbunden ist. Eine höhere Motordrehzahl erzeugt eine höhere Spannung am Drehzahlmesser. Der Frequenzumrichter greift auf diesen Wert zu, um sicherzustellen, dass der Motor mit der vom Benutzer eingestellten Drehzahl läuft. Kleine Gleichstrommotoren verfügen über ein Permanentmagnetfeld, während große Gleichstrommotoren eine separate Spule im Inneren des Motors besitzen, die als Magnetfeld bezeichnet wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit von Permanentmagneten im Motor. Ein Gleichstromantrieb mit Erregerausgang verfügt üblicherweise über einen separaten, kleineren Stromkreis zur Versorgung der Erregerspule.
AC-Antrieb
Eingangsseitig ähnelt der Wechselstromantrieb dem Gleichstromantrieb, da der Wechselstromeingang mittels Thyristor oder eines einfachen Brückengleichrichters in Gleichstrom umgewandelt wird. Entsprechend der Phasenfrequenz des Wechselstromeingangs entspricht die Ausgangsgleichspannung einer halben Periode. Daher verwendet der Wechselstromantrieb eine Kondensatorbank zur Stabilisierung und Glättung der Gleichspannung. Ausgangsseitig wird der Motor von sechs Ausgangstransistoren oder IGBT-Modulen versorgt. Vereinfacht ausgedrückt wandelt der Wechselrichter die Wechselstrom-Eingangsleistung in Gleichstrom um und anschließend den Gleichstrom wieder in Wechselstrom, um den Motor zu betreiben.
Zusätzlich arbeitet der Wechselstromeingang mit einer Frequenz von 50 oder 60 Hz. Bei der Rückumwandlung der erzeugten Gleichspannung in Wechselstrom verwendet der Treiber – bei komplexeren Treibern mit einer Trägerfrequenz von mindestens 2 kHz bis 100 kHz – eine Trägerfrequenz von mindestens 2 kHz bis 100 kHz. Dadurch lässt sich der Ausgangsstrom problemlos um ein Vielfaches erhöhen, ohne die Motorspulen zu beschädigen. Diese Funktion ermöglicht dem Wechselstrommotor auch schnelle und problemlose Gangwechsel. Frequenzumrichter verfügen üblicherweise über verschiedene Rückkopplungsmechanismen, von einfachen 2-Draht-Inkrementalgebern bis hin zu hochauflösenden Resolvern oder Absolutwertgebern. Diese helfen dem Antrieb, Drehzahl, Drehzahl und Wellenwinkel des Motors präzise zu berechnen. Einige leistungsstärkere Antriebe besitzen einen dritten Zyklus, die sogenannte Regeneration. Wenn der Motor innerhalb kurzer Zeit von einer sehr hohen auf eine niedrigere Drehzahl (oder sogar auf Stillstand) absinkt, wandelt die Schaltung die Trägheit des Motors und der Last in Wechselstrom um und speist diesen in die Eingangsleitung zurück. Dies spart Energie und verbessert die Energieeffizienz.
Nach der obigen Einführung in AC- und DC-Antriebe können Sie sich bei Interesse an hochwertigen Antrieben jederzeit an Ouke wenden. Möchten Sie mehr über Antriebe und Geräte erfahren? Dann kontaktieren Sie Ouke. Ouke ist ein renommierter Hersteller und bietet unter anderem Fanuc DC-Servoantriebe, Fanuc AC-Servoantriebe, Fanuc Leistungsservoantriebe, Mitsubishi AC-Motorantriebe, Mitsubishi AC-Servoantriebe, Fanuc-Leiterplatten und Fanuc-Teach-Pendants an.
