Torsten Blankenburg, CTO Sieb & Meyer AG, über den Lastindikator in Frequenzumrichtern
Die Besonderheit liegt nicht nur darin, dass der Lastindikator serienmäßig in unseren Geräten der SD2x-Serie integriert ist“, erläutert Rolf Gerhardt, Leiter Vertrieb Antriebselektronik bei Sieb & Meyer. „Ein zusätzlicher Mehrwert für den Anwender ergibt sich aus der Tatsache, dass die Funktion auf einer hochgenauen und dynamischen Strommessung basiert. Das ist auf dem Markt eher eine Seltenheit.“ Hintergrund: Standard-Frequenzumrichter sind nicht für High-Speed-Aufgaben optimiert, daher setzen Hersteller zumeist einfache Techniken für die Strommessung ein. Darunter leiden jedoch Dynamik und Schnelligkeit von Funktionen wie dem Lastindikator, die auf den abgeleiteten Signalen basieren. Zudem wird in Standardumrichtern häufig nur der Motorstrom in Summe gemessen und bewertet. Das ist irreführend, weil der Motorstrom sowohl aus induktiven als auch drehmomentbildenden Bestandteilen besteht. Für die Erkennung von Lasten interessiert jedoch nur der drehmomentbildende Anteil. Gerade im Kleinlast- oder Teillastbereich können hohe induktive Stromanteile auftreten, so dass kleine Lastsprünge im Gesamtsignal nicht mehr erkennbar sind.
Lastindikator erkennt kleinste Laständerungen
Beim Lastindikator der Frequenzumrichter und Servoverstärker der Serie SD2x ist das anders. Diese Funktion wertet ausschließlich den drehmomentbildenden Anteil des Motorstroms aus und kann damit selbst kleinste Änderungen sicher erkennen. Zudem lassen sich über spezielle Software-Funktionen langsame Änderungen im Strom ausfiltern. Dazu zählen z.B. thermische Abweichungen, die Lager- und Statorverluste beeinflussen. „Unser Spezialgebiet sind Hochgeschwindigkeitsanwendungen, bei denen eine schnelle und genaue Messung unabdingbar ist. Deshalb haben wir unseren Last-indikator so konzipiert, dass er außergewöhnlich dynamisch und vor allem hochpräzise arbeitet“, betont Gerhardt. „Die hohe Sensibilität der Funktion ist anhand von Oszillogrammen eindrucksvoll nachvollziehbar.“ So erkennt der Lastindikator sogar einen Bohrhub, der mit einem Bohrer der Stärke 0,2 mmm durchgeführt wurde – im vorliegenden Szenario entspricht das einer Laständerung von gerade einmal 1 % des Nennmoments der antreibenden Bohrspindel. Der Motorstrom zeigt im Oszillogramm hingegen keine Änderung und ist somit auch keine Basis für eine qualitativ ausreichende Bewertung.
Welche Schlüsse lassen sich nun aus den Laständerungen des Motors ziehen, die der Lastindikator mit großer Genauigkeit festgestellt hat? Anwender können damit u.a. den Zustand der jeweiligen Maschine bewerten: Tritt eine beim Bearbeitungsvorgang zu erwartende Stromveränderung nicht ein, ist ein Werkzeugbruch wahrscheinlich. Der Anwender kann dann die Maschine sofort stoppen und somit weitere Schäden verhindern. Dank des Lastindikators lässt sich aber auch ein Verschleiß der Werkzeuge erkennen. Ist eine vorab eingelesene Belastungsschwelle erreicht, erfolgt eine Mitteilung und das betreffende Werkzeug kann kurzfristig ausgetauscht werden.
