In diesem Projekt wurde ein Linearantriebssystem basierend auf den Ergebnissen aus der Vorstudie entworfen. Es wurde eine polyphasige Permanentmagneterregte Synchron-Maschine in Bauart "10/12" (10/12-PPSM) ausgelegt und als modular aufgebautes Langstatorsystem umgesetzt. Die Fahrbahn setzt sich aus mehreren Funktionsabschnitten in Form von Beschleunigungs-, Prazisionsfahrt- und räumlich gekrümmten Kurvenabschnitten zusammen. Dabei ermöglichte der Einsatz von neuen weichmagnetischen Pulvermaterialien die Herstellung eines flexibel krümmbaren Langstators mit aufsteckbaren Einzelzahnspulen. Die in diesem Projekt erarbeiteten Designrules ermöglichen den KMU eine kostengünstige Herstellung solcher Linearantriebe. Durch die erreichte modulare und 3D-fähige Bauweise kann eine einfache Integration in die Anlagensysteme der Anwender erfolgen. Die Fahrzeuge wurden bei der Konzipierung des gesamten Systems als passive Komponenten ausgelegt. Dies lässt den einfachen Einsatz eines Mehrfahrzeugbetriebes zu. Zwei Schaltschränke (einer für jede Forschungsstelle), die die Wechselrichter für die Speiseabschnitte enthalten, wurden gebaut und geprüft. Die selbst entwickelten Interface-Karten für die Wechselrichter sind durch einen synchronen Bus mit dem Regelungs-PC verbunden. Die Regelungssoftware wurde in der Programmiersprache C, unter Echtzeit-Linux, implementiert. Für die Erfassung der Position wird ein optisches Messsystem verwendet. Die Maßverkörperung ist am passiven Fahrzeug angebracht und die aktiven Abtastköpfe befinden sich entlang der Fahrbahn. Eine hochgenaue Positionierung (±5 µm) ist im sensorbehafteten Abschnitt möglich. Die Regelungsverfahren für die Synchron-Linearmaschine mit mehreren Segmenten wurden entwickelt und erprobt. Verfahren zum sensorlosen EMK- basierten Fahren, sowie zum Übergang zwischen sensorgeführtem und sensorlosen Betrieb wurden implementiert. Ein großes Anwendungsfeld für das entwickelte Linearantriebssystem lässt sich z. B. im Bereich getakteter Fertigungsprozesse (Handhaben, Packen, Verarbeiten) finden, wie sie bei der Herstellung großer Stückzahlen üblich sind.
Modulares Linearantriebssystem für räumlich gekrümmte Bahnen und Mehrfahrzeugbetrieb. Abschlussbericht. Forschungsvorhaben Nr. 445 II "3D Linearantriebssystem"
2012
77 Seiten, Bilder, Tabellen, 10 Quellen
Report
Deutsch