Die Vorteile der DC-Antriebe nutzen

Durch das Projekt DC-Industrie ist der Einsatz von Gleichstrom in der Industrie wieder mehr in den Fokus gerückt. Ein sinnvoller Schritt, denn es gibt zahlreiche DC-Systeme, die bereits seit Jahren ihre Vorteile im industriellen Umfeld ausspielen. Gleichstrom sorgt für eine gleichmäßige Energieversorgung, wodurch präziser gefertigt und genauer gesteuert werden kann. Deshalb setzten gerade Elektronik- und Halbleiterhersteller auf Gleichstromsysteme.

DC-Antriebe erlauben aber auch in Produktionsrobotern wie beispielsweise denen von Kuka eine genauere Steuerung und schnellere Reaktionszeiten.

Der Augsburger Maschinenbauer verwendet in vielen seiner Industrieroboter DC-Motoren, insbesondere bürstenlose Gleichstrommotoren(BLDC). Roboter wie der Kuka KR Agilus, der in der Automobilindustrie, Elektronikfertigung und anderen Bereichen eingesetzt wird, nutzen DC-Antriebe für ihre Achsen und Greifmechanismen.

Ähnliche Einsatzgebietegibt es unter anderemin den Industrieroboternder M-Serie von Fanuc,der Motoman MH-Serie vonYaskawa sowie der IRB-Serievon ABB, aber auch in den Cobots der UR-Serie von UniversalRobots, den mobilen Robotern derLD-Serie Mobile Roboter von Omron undim PGN-plus Greifer von Schunk. Ebenso findetman DC-Antriebe in den Förderanlagen oder Logistiksystemenvon Dematic oder SSI Schäfer.

In all diesen Anwendungen profitiert man von den Vorteilen der DC-Antriebe: eine feinfühlige und präzise Steuerung von Position, Drehmoment und Drehzahl, eine hohe Effizienz und lange Lebensdauer. Außerdem können DC-Motoren in kompakte Designs integriert werden, was in der Robotik ein entscheidendes Produktmerkmal ist.

Die Fertigungsautomatisierung ist also ein wichtiges Feld für die DC-Technik, da sie gerade in der Robotik weit verbreitet ist. Ein weiterer Anbieter für diese Technik ist der Antriebspezialist Danfoss, vor allem mit seiner VLT FlexMotion-Serie. Ein Produkt ist beispielsweise der Multiaxis Servo Drive MSD 510, der speziell für den Einsatz mit DC-Link-Spannungen im Bereich von 565 bis 680 V DC entwickelt wurde. Danfoss hat seine FlexMotion-Antriebe und -Steuerungen so konzipiert, dass sie mit verschiedenen Stromquellen arbeiten können– auch mit Gleichstrom. Durch die Unterstützung von Gleichstromversorgung und optimierte Verkabelung kann das System direkt in industriellen Gleichstromnetzen in der Industrie eingesetzt werden und reduziert Energieverluste. VLT FlexMotion-Serie nutzt eine hybride Verkabelung, die sowohl die DC-Stromversorgung als auch Signale für die Maschinensteuerung in einem einzigen Kabel transportiert. Dies sorgt für eine effizientere und flexiblere Systemarchitektur, die sich in eine Vielzahl von Maschinenarchitekturen integrieren lässt. Die Serie eignet sich besonders gut für den Einsatz in hybriden und vollelektrischen Antriebssystemen, die präzise, flexibel und energieeffizient arbeiten.

Aber auch andere Antriebstechnikhersteller liefern entsprechende Produkte: Bosch Rexroth bietet beispielsweise verschiedene Systeme für den industriellen Einsatz an, darunter ctrlX Drive, das hocheffiziente DC-basierte Servoantriebe für die präzise Bewegungssteuerung umfasst. Das System lässt sich für verschiedene Aufgaben in der Fabrikautomation konfigurieren und bietet kompakte und leistungsstarke Motoren, die mit hoher Energieeffizienz arbeiten. Ein weiterer Antrieb ist der Indra Drive ML, der sowohl als Rückspeisung als auch als Motorumrichter fungieren kann. Er eignet sich besonders für große Anwendungen, da er mehrere Einheiten parallel unterstützen kann. Dadurch erzielt er eine höhere Leistung, was ideal für komplexe Produktionsumgebungen ist. Diese Antriebe lassen sich gut in DC-Umgebungen integrieren und ermöglichen die reibungslose Steuerung mehrerer Achsen, die Energierückgewinnung und optimierte Energienutzung durch fortschrittliche Funktionen wie DC-Bus-Verbindungen und intelligente Energiemanagementsysteme.

In jeder Fabrik gibt es schon jetzt Geräte, die eigentlich mit Gleichstrom laufen.

DC-Motoren werden aufgrund ihrer Vorteile in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt – bisher meist in einer Wechselstromumgebung. Betreibt man sie direkt am Gleichstromnetz, spart man sich den Wechselrichter und die damit verbundenen Installations-und Wartungskosten. Außerdem können durch den Wegfall des Wechselrichters die Verluste reduziert werden, die sonst durch die Umwandlung entstehen. So steigt die Gesamtenergieeffizienz des Systems. Durch den Wegfall der Umwandlungsstufen vereinfacht sich auch die Systemarchitektur; das bedeutet einen geringeren Verdrahtungsaufwand und Platzbedarf.

In jeder Fabrik gibt es schon jetzt Geräte, die eigentlich mit Gleichstromlaufen: neben den genannten Beispielen auch Belüftung oder LED-Beleuchtung. Warum also die Verluste in Kauf nehmen? Es wäre viel effizienter, diese direkt mit Gleichstrom zu versorgen. Lapp hat das für sein Werk in Forbach gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA realisiert. Nach deren Bestandsaufnahme hätten schon zu Beginn 10 Prozent der Verbraucher sofort mit Gleichstromversorgt werden können – zum Beispiel aus dem Strom der Photovoltaikanlage.