Spezielle Motorwicklung

Auslegung spezieller Motorwicklungen

Bei kontinuierlichen und mit festen Drehzahlen betriebenen Anwendungen wie Rührwerke, Förderbänder, Pumpen und dergleichen sollte man eine möglichst energieeffiziente Antriebslösung wählen, um die Energieverluste und den Baugruppenaufwand so gering wie möglich zu halten.
Abhängig von der externen mechanisch geforderten Leistung
Pmech = Md * n * π / 30 - ( z.B. 0,15 Nm * 300 U/min * π / 30 = 4,5W )
benötigt man dafür eine aquivalente elektrische Leistung mit
Pel = I² * R oder U * I ( 0,5² A * 19 Ohm = 4,5 W (= ST4118M0706).

Alle Nanotec Schrittmotoren und BLDC Motoren wurden auf einem geeichten Drehmoment-Prüfstand hinsichtlich Drehmoment über der Drehzahl gemessen und im Katalog sowie im Web abgebildet. Der Kunde kann die geforderten Daten relativ einfach aus der Drehmoment-Kennlinie entnehmen oder über den Motorassistenten errechnen lassen. Bei dem obigen Beispiel würde die Motorgröße ST4118M0906 ( = 0,64² * 11,4 = 0,57W) die geforderte Leistung mit einer Sicherheit von ca. 20% erfüllen, während der ST4118M0706 an der geforderten Leistungsgrenze arbeiten würde. Bei gleicher Baulänge bietet Nanotec unterschiedliche Wicklungen an, um dem Kunden einen möglichst guten Energiekompromiss bei seiner Abgangsdrehzahl anzubieten. Beim obigen Beispiel würde z.B. der ST4118M0408 wohl den kleinsten Strom und somit die kleinste Verlustleistung verursachen mit 24V * 0,28A = 6,7W (über PWM Regelung sehr grob ca. 3,4W) wobei die Wicklung mit 60Ohm aufgrund der Md-Kennlinie nicht die geforderte Leistung bringt. Der Motor ST4118M1206 mit gleichem Bauvolumen, einem Widerstand von 6,2 Ohm, einem Strom von 0,85 A, verbraucht dagegen 24V*0,85A = 20W ( (Mittelwert ca. 10W), sodass die Verlustleistung gegenüber dem ST4118M0904 mit 24V*0,64= 15,2W (Mittelwert ca. 7,6W) um ca. 30% höher ist.

Um die geringste Verlustleistung bei der jeweiligen Anwendung zu erzeugen, bietet Nanotec neben den im Katalog aufgeführten Wicklungen noch eine Reihe von kundenspezifischen Wicklungen an. Diese flexible Wicklungsauslegung stellt sicher, dass der Kunde den heute immer wichtigeren Ansatz der Energieeinsparung in seinen neuen Geräten umsetzen kann. Neben der geringeren Verlustleistung ist der Temperaturanstieg geringer und somit die Lebenserwatung höher, die elektronischen Bauteile der Ansteuerung können ergänzend kleiner gehalten werden.

Hochtemperaturwicklung

Bei einigen kundenspezifischen Motoren der Baureihe ST4118.. und ST5918…wurden bereits Hochtemperaturwicklungen, Wickelkörper und Lackierungen mit der Isolationsklasse F = 155°C aufgebaut. Bei der Isolationsklasse H = 180°C dagegen sind weitere Materialuntersuchungen vor allem hinsichtlich der Wickelkörper erforderlich. Bei den Hochtemperaturmotoren fällt das Drehmoment gegenüber den Standardmotoren um ca. 5-10% ab. Höhere Temperaturen lassen sich generell bei kleinerer Einschaltdauer oder Motoren mit größerer Bauart erreichen, die bei kleineren Nennstrom auch eine proportional niedrigere Eigenerwärmung erzeugen und somit für eine höhere Umgebungstemperatur eingesetzt werden können. Hochtemperaturwicklungen werden teils auch in den Vakuummotoren verwendet.