text: Robuste Leistungsträger - :K - Kompetenz für Konstrukteure
  Interview - Bürstenlose Innenläufermotoren bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber konventionellen, bürstenbehafteten Elektromotoren und verdrängen diese deshalb aus immer mehr Einsatzgebieten. Die fortschrittliche Antriebstechnologie steht vor einer großen Zukunft, findet der F& -Leiter eines führenden Motorenherstellers.
  Bild 1: Robuste Leistungsträger ()
  Nicht ohne Grund kommen elektronisch kommutierte Innenläufermotoren in immer mehr Anwendungen zum Einsatz. Diese kompakten Motoren mit integrierter Kommutierungselektronik und Drehzahlregler sind robust, bieten hohe Leistung auf kleinem Raum und arbeiten zudem zuverlässig und leise. Dorin Iles-Klumpner leitet das Forschungs- und Entwicklungslabor für elektrische Antriebe bei dem Motorenhersteller EBM-Papst in St. Georgen im Schwarzwald und erklärt die Erfolgsgeschichte dieses Motorentyps.
  Herr Iles-Klumpner, welche Trends sehen Sie im Bereich von Elektromotoren?
  Generell stellen wir fest, daß die Nachfrage nach elektronisch kommutierten Motoren rasant zunimmt, speziell nach Innenläufern, den sogenannten ECI-Motoren. Die Gründe dafür sind sicher ihre Kompaktheit sowie ihre größere Dynamik und höhere Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Bürstenmotoren.
  Gehört der klassische Bürstenmotor also zu einer aussterbenden Spezies?
  So pauschal kann man diese Aussage nicht stehen lassen. Richtig ist jedoch, daß elektronisch kommutierte Innenläufer bei wirklich anspruchsvollen Applikationen zunehmend zum Einsatz kommen.
  An welche Anwendungsgebiete denken Sie hier hauptsächlich?
  Im Bereich Automotive zum Beispiel müssen sicherheitsrelevante Komponenten auch extremen Bedingungen selbst bei Temperaturschwankungen von -40 bis +125 °C absolut zuverlässig funktionieren, beispielsweise in der Aktivlenkung von BMW. Elektromotoren müssen dort außerdem Temperaturschocks durch Schwallwasser, Sprühbelastungen durch Salznebel und Wasserstrahlen aus Hochdruckreinigern über die gesamte Lebensdauer unbeschadet überstehen. Dazu kommt eine Resistenz gegenüber Schwingungsbelastungen und Flüssigkeiten wie Motoröl, Benzin, Diesel und Biodiesel, Kühlerflüssigkeit, Batteriesäure oder Scheibenreiniger. Herkömmliche Bürstenmotoren können diese Qualitätsanforderungen nicht erfüllen und bieten auch nicht die große Dynamik, die Automobilhersteller für anspruchsvolle Kfz-Applikationen benötigen. Außerdem erfüllen ECI-Motoren besser die hohen Ansprüche an die elektromagnetische Verträglichkeit von komplexen Systemen wie den heutigen PKWs.
  Gibt es neben Automotive noch andere Bereiche, in denen ECI-Motoren ihre spezifischen Vorteile ausspielen können?
  Ein gutes Beispiel sind Rollenförderanlagen mit dezentralisierten Antrieben. Hier haben wir in enger Zusammenarbeit mit Interroll in Wermelskirchen, einem der führenden Hersteller von Komponenten der Fördertechnik, schnell und einfach einen neuartigen Kompaktantrieb entwickelt. Als Herzstück dient dabei ein hochdynamischer ECI-Motor der Baugröße 42. Zum ersten Mal ist es dort gelungen, die notwendige Steuerelektronik mit Regler, die bis dahin in einer externen Box untergebracht war, in den Antrieb zu integrieren. Für den Kunden bedeutet das einen geringeren Installationsaufwand, eine direktere Ansteuerung und die Verwirklichung verschiedener Fördergeschwindigkeiten innerhalb einer Antriebsrolle. Die vielfältigen Aufgaben des Motormanagements übernimmt dabei die mikroprozessorgesteuerte Elektronik. Drei Hall-Sensoren geben dem Microcontroller genaue Stellungssignale des Rotors für die exakte Kommutierung des Motorstroms. Zudem integriert der 4-Quadranten-Regler eine überstromfähige Endstufe und Schutzfunktionen wie Blockier- und Überlastschutz. Lebensdauerwerte von über 20.000 Stunden und hohe Betriebssicherheit machen diesen 3-phasigen Motor zum Industriestandard.
  Sie sehen also neue Zeiten anbrechen für die Automobilindustrie, für Postverteilzentren und die Pharma- und die Verpackungsindustrie mit ihren Kommissionieranlagen?
  Ich wiederhole mich: Es ist ein eindeutiger Trend, der sich da dank ECI-Motoren mit komplett integrierter Motor- und Drehzahlregelelektronik abzeichnet. Diese Technologie ermöglicht neue Anwendungen und wird gewiß einen Automatisierungsschub auf allen Ebenen auslösen.
  »Bürstenmotoren können die Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie immer weniger erfüllen.« Dorin Iles-Klumpner, Leiter F&E für elektrische Antriebe, EBM-Papst
  Elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren mit integriertem Planetengetriebe bieten Höchstleistung auf engstem Raum.