Hassen Sie es nicht auch, wenn mitten in der Arbeit Ihre Ausrüstung ausfällt und es zu einem dramatischen Ausfall kommt? Jeder, der in Abteilungen für Automatisierungstechnik arbeitet, kann das nachempfinden. Was viele jedoch nicht wissen, ist, dass die meisten dieser Ausfälle nicht auf eine große technische Panne zurückzuführen sind.

Vielmehr sind sie meist darauf zurückzuführen, dass Sie mit ein Motor, der nicht in Ordnung ist für die gesamte Montage zu Beginn. Das könnte erklären, warum manche Förderbänder langsamer werden, wenn die Last auf ihnen zunimmt, und warum Roboterarme nach einer langen Arbeitsschicht ihre Präzision verlieren. Es ist auch der Grund, warum viele Pumpen alle zwei Wochen überhitzen. 

All diese Probleme liegen nicht an den mechanischen Komponenten der Geräte selbst. Vielmehr werden sie verursacht durch falsche Motorauswahl. Dennoch sind wir uns einig, dass die Definition des Begriffs Motor, das Verständnis des Wortes Motor und die Wahl des richtigen Motors für Ihre Aufgabe nicht einfach oder unkompliziert sind. Es geht nicht nur darum, die Spannungen an die von Ihnen erwartete Geschwindigkeit anzupassen oder ein Gerät mit einem langen Datenblatt zu finden.

Der richtige Motor ist vielmehr derjenige, der der Echtzeit-Arbeitslast des Geräts entspricht. Sie geht Hand in Hand mit der Umgebung, in der sie arbeitet, und erfüllt die Erwartungen der Ingenieure, die sie einsetzen. In den meisten Fällen wird das richtige Gerät durch die Genauigkeit definiert, die es je nach den Anforderungen der Anwendung bietet.

Der falsche Motor treibt die Maschine zunächst zu einem ruhigen Kampf an. Sobald die Dinge außer Kontrolle geraten, wird sie dramatisch zusammenbrechen. Egal, ob Sie Ingenieur sind, in der Industrie arbeiten oder in einer Beschaffungsabteilung tätig sind, Sie brauchen die richtigen motorischen Fähigkeiten und Kenntnisse, denn Sie wollen sich nicht mit Ausfallzeiten und kostspieligen Reparaturen herumschlagen.

Deshalb müssen Sie wissen, wie Sie den perfekten Motor auswählen. Im Folgenden werden wir jeden einzelnen alle Aspekte der Definition und Auswahl von Motoren im Detail. Also, lasst uns eintauchen.

Was “Motorauswahl” wirklich bedeutet

Um zu verstehen, wie Sie Ihre motorischen Fähigkeiten und Ihr Auswahlvermögen verbessern können, müssen Sie zunächst über eine systematische Definition von Motorik nachdenken. Wenn Sie sich vorstellen, einen kleinen Motor auszusuchen, stellen Sie sich dann vor, dass Sie die Wahl zwischen AC-Motoren und DC-Elektromotoren, BLDC Motoren, oder Servo Varianten? Oder möchten Sie lieber in die Tiefe gehen, um herauszufinden, was ein Motor tut und wie er Ihren spezifischen funktionalen Bedürfnissen entspricht? 

Die Wahrheit ist, dass die wirkliche Auswahl tiefer in die Einzelheiten der mechanischen Wirkung die er leisten soll. Sie müssen verstehen, was die Definition des Elektromotors für Ihr Gerät wirklich bedeutet. 

Alle Motoren sind ausgelegt für einem oder zwei bestimmten Zwecken dienen auf eine bestimmte Art und Weise. Einige sind für gleichbleibend hohe Belastungen ausgelegt, während andere ihre Funktion bei einem schnellen Drehmomentstoß schnell ändern können. 

Einige Motoren sind für einen leisen Betrieb gedacht, während andere nur die Aufgabe einer kostengünstigen Grunddrehung erfüllen. Nicht den richtigen Motor für die richtige Motorleistung auswählen führt zu schlecht funktionierenden Geräten das nicht lange anhält.

Wenn Sie sich für einen Motor entscheiden, sollten Sie einige Fragen beantworten können:

1. Was genau werden die Geräte den ganzen Tag über tun?

Sie müssen wissen, ob Ihr Gerät heben, schieben, positionieren, langsam arbeiten, leise arbeiten oder einfach nur rotieren soll.

2. Welcher Art ist die gleichmäßige Belastung des Geräts? 

Einige Geräte, wie z. B. eine Pumpe, werden auf ständigen Widerstand stoßen, während Roboterarme möglicherweise wechselnden Widerständen aus der Umgebung ausgesetzt sind. Je nach Art des Widerstands, dem Ihr Gerät ausgesetzt sein wird, wird Ihre Auswahl variieren. Achten Sie auch auf die Drehzahlregler, die Antriebsdichte und die Art der Stromquelle.

3. Wollen Sie Präzision oder grobe Bewegung?

Für Förderbänder, brauchen Sie nicht wirklich eine punktgenaue Präzision. Aber bei CNC-Maschinen kann man da keine Kompromisse eingehen. Schauen Sie einfach, was Sie brauchen.

4. Möchten Sie, dass das Gerät durchgehend oder in kurzen Zyklen läuft?

Wenn Sie die Einschaltdauer Ihrer Geräte kennen, können Sie die Optionen leicht eingrenzen.

5. Wie schnell soll die Baugruppe beschleunigt oder abgebremst werden?

Für schwere Lasten, die schnell anlaufen müssen, benötigen Sie im Vergleich zu leichteren Lasten hohe Drehmomentkurven in Ihrem Motor.

Eine große Störung bei der Auswahl entsteht, wenn die Kunden sich nur auf die Unterschiede zwischen den Optionen aufgrund ihrer Spannung und Drehzahlen. Der richtige Weg ist vielmehr, die Motorendefinition im Zusammenhang mit der realen Anwendung des Geräts zu interpretieren. 

Mit anderen Worten: Bei der Auswahl sollten Sie nicht nur auf die großen Zahlen achten, sondern auch auf das Design und die Funktionalität und darauf, wie es zu Ihrem Zweck passt.

Arten von Elektromotoren

Schwierig wird es, wenn Sie mehrere Optionen haben, aus denen Sie eine spezifische und genaue Auswahl treffen müssen. Bevor wir uns näher mit den Details befassen, sind hier also einige der wichtigsten Motorentypen die Sie kennen müssen.

1. AC-Induktionsmotor

Dies sind die am häufigsten verwendeten Universalmotoren, die in den meisten Industrieanlagen mit effizienten Rotoren zu finden sind. Diese sind sin ihrem Design implizieren und sind in der Lage, Haltbarkeit und Langlebigkeit bei geringeren Wartungskosten zu bieten. 

Das Motorgehäuse dieser Geräte eignet sich perfekt für Geräte, die in langen Intervallen oder mit gleichmäßiger und konstanter Geschwindigkeit laufen müssen. AC Induktionsanlagen sind häufig zu finden in Förderanlagen, Pumpen, Kompressoren, usw. Kurz gesagt, alles, was nicht sehr genau kontrolliert werden muss, kann sich auf diese Option verlassen.

2. Servo-Lösungen

Für Anwendungen und Geräte, die Folgendes erfordern schneller Antrieb, Genauigkeit und Echtzeit-Positionierung Bei den Permanentmagnetmotoren haben Servolösungen eindeutig die Nase vorn. Sie können in der Regel erkennen Servomotoren die in CNC-Maschinen verwendet werden, FTS, Robotik und andere automatische Prüfsysteme.

3. Stepper Lösungen

Wie der Name schon sagt, bewegen sich diese Schrittmotoren in kleinen und kontrollierten Schritten mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Diese Arbeitsweise macht diese Motoren ideal für Geräte, die schnelle, exakte und gut getimte Bewegungen benötigen. Schrittmotoren werden meist eingesetzt in Haushaltsgeräte, Drucker, 3D-Entwicklungsmaschinen, und Kontrolleure.

4. Bürstenlose DC-Motoren oder BLDC-Motoren

Bürstenlose DC-Motoren oder BLDC-Motoren sind effiziente, leichte, kleine und leistungsstarke Optionen, die sich perfekt für batteriebetriebene Geräte, die kompakt sind Größe. Ein solches Gerät treibt AGVs, Teslas, Drohnen, Roboter, E-Bikes usw. und überall dort an, wo ein stabiles Drehmoment erforderlich ist.

5. Gebürstete DCs

Dies ist eine einfachere DC-Version mit Pinseln, die erschwinglich, extrem einfach zu kontrollieren und geeignet für lwartungsarme und kostengünstige Anwendungen. Sie sind in Spielzeug, Werkzeugen und anderen tragbaren Geräten zu finden.

Im Folgenden finden Sie einige gängige Beispiele aus der Praxis für unterschiedliche Anforderungen in der Industrie sowie die dort verwendeten Motoroptionen:

Leistungsmetriken für Motoren

Wie wir bereits gesagt haben, ist der richtige Motor derjenige, der die Anforderungen der Anlage erfüllt. Ein wichtiger Parameter für die Entscheidung, ob ein Motor für das System geeignet ist, ist sein Drehmoment. Bei schwereren Lasten, mehr Rotationskraft oder Drehmoment erforderlich sind, als wenn das Gerät die grundlegenden Rotationsfunktionen ausführen muss.

Ein weiterer kritischer Faktor ist Geschwindigkeit und Beschleunigung. Für Geräte und Anwendungen, bei denen schnelle Starts und Stopps erforderlich sind, Servolösungen funktionieren am besten. Für den Dauerbetrieb über lange Zeiträume sind hingegen Induktionsgeräte eine gute Idee.

Sie müssen sich auch mit der Präzision und Kontrolle die die Ausrüstung erfordert. Für Maschinen wie CNC, Robotik, Roboterarme und Verpackungsanlagen sind Schrittmotoren und Servolösungen bieten exakte Positionierung, präzise Bewegung und Kontrolle und sind damit ideal.

Sie müssen sich auch die Stromquelle und Wirkungsgrad für die Sie sich entscheiden wollen. Unabhängig davon, ob Ihr System mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben wird, spart ein effizienter Motor Energie und verringert die Wärmeentwicklung. Wenn Sie etwas sehr Energieeffizientes für tragbare Geräte benötigen, ist die Wahl eines BLDC-Motors eine gute Idee.

Und schließlich müssen Sie sich die Umweltbedingungen in dem das Gerät überleben wird. Zu diesem Zweck empfehlen wir, sich die IP-Schutzart des Motormaterials anzusehen. Dann können Sie besser entscheiden, ob es der Feuchtigkeit, den Vibrationen und der Hitze, die es aushalten soll, standhalten kann oder nicht.

Schließlich sollten Sie bei Ihrer Entscheidung auch berücksichtigen, dass Überlegungen zu Kosten und Wartung. Universelle Optionen sind vielleicht billiger, erfordern aber später hohe Ausgaben. BLDCs hingegen mögen zwar teuer sein, haben aber eine längere Lebensdauer und sind wartungsarm, was wiederum Geld spart.

Schritt-für-Schritt-Prozess der Motorauswahl 

Lassen Sie sich nicht von technischen Datenblättern und schwierigem Fachjargon überwältigen. Im Folgenden finden Sie eine einfache und strukturierte Schritt-für-Schritt-Anleitung, mit der Sie die richtige Motorauswahl treffen können:

Schritt 1. Definieren, was Sie brauchen

Dies ist der wichtigste Teil bei der Auswahl von Produkten, vor allem in großen Mengen. Bevor Sie sich auf die Suche nach einer Lösung machen, müssen Sie Folgendes ermitteln wofür Sie es brauchen. Machen Sie sich klar, ob Sie den Motor für ein Förderband, ein FTS, einen Roboterarm, eine Pumpe oder ein anderes Verpackungssystem benötigen. 

Wenn Sie genau wissen, wofür Sie einen Artikel benötigen, ist es einfach, die richtige Variante für Ihre Bedürfnisse zu finden. In diesem Stadium ist es auch ratsam, sich klar zu machen definieren Sie Ihre Anforderungen an Geschwindigkeit, Beschleunigung und Präzision, und Drehmoment.

Schritt 2. Bestimmen der Last- und Drehmomentanforderungen

Wenn Sie dies nicht bereits im vorherigen Schritt getan haben, ist es am besten, wenn Sie die Lastmengen, die das Gerät bewältigen soll durch seine mechanischen Teile. Es ist immer am besten, ein paar Nummern über der erwarteten Last zu gehen, um auf der sicheren Seite zu sein. Auf diese Weise können Sie ein Produkt wählen, das mehr als genug Drehmoment für einen reibungslosen und zuverlässigen Betrieb liefern kann.

Schritt 3. Entscheidung über Geschwindigkeit und Kontrolle

Nun müssen Sie herausfinden, ob Ihr System eine konstante Geschwindigkeit benötigt oder ob es mit kurzen Stößen mit variabler Geschwindigkeit in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen funktioniert. Dies hilft Ihnen zu entscheiden, ob Ihr motorisiertes System sollte eine genaue Positionierung haben.

Schritt 4. Berücksichtigung von Stromquelle und Umgebungsbedingungen

Entscheiden Sie nun, ob Sie AC, DC, bürstenbehaftet, bürstenlos oder ein BLDC-System je nachdem, wie effizient Ihr System sein soll. Wenn Sie sich für ein batteriebetriebenes oder tragbares System entscheiden, ist die Wahl eines BLDC-Systems eine gute Idee. 

Auch hier ist es ratsam, die Umweltbedingungen unter denen das System arbeiten wird. Temperatur, Feuchtigkeit, Hitze, Staub und externe Vibrationen spielen eine große Rolle bei der Entscheidung, was Sie brauchen. Entscheiden Sie sich für robuste und langlebige Optionen, wenn Sie sie in industriellen Umgebungen einsetzen müssen, während für den Haushalt und das Büro oft geräuschlose und wartungsarme Optionen geeignet sind.

Schritt 5. Bewertung von Kosten und Wartung

Nun, da alles klar ist, können Sie eine kritische Analyse der Vorabkosten mit ihren Unterhaltskosten und Wartungsanforderungen. Einige Optionen mögen zwar billig sein, verschleißen aber schneller und sind sehr wartungsintensiv. In solchen Fällen ist es besser, teure Optionen in Betracht zu ziehen, die nicht nur gut funktionieren, sondern auch länger halten.

Schritt 6. Überprüfung der Kompatibilität und Sicherheit

Jetzt, da alles erledigt ist und Sie einen endgültigen Gewinner haben, stellen Sie sicher, dass das ausgewählte motorisierte System mechanisch und elektrisch passen mit dem Gerät, für das es gekauft wird, zusammenpassen, die Sicherheitsnormen erfüllen und alle erforderlichen Zertifizierungen aufweisen, insbesondere wenn Sie es für medizinische Geräte oder die industrielle Nutzung kaufen.

Häufige Fehler bei der Motorauswahl, die Ingenieure vermeiden sollten

Wenn Sie als Ingenieur eine Motorauswahl treffen wollen, sollten Sie sich einiger Fehler bewusst sein, die Sie unbedingt vermeiden müssen:

• Keine Berücksichtigung der Drehmomentanforderungen der Geräte führt zu schlechter Leistung und anderen ähnlichen Problemen. Das ist ein großer Fehler, denn weniger leistungsfähige Systeme werden oft überlastet und gehen kaputt.
• Man muss Geschwindigkeit nie der Kontrolle vorziehen, Denn schnellere Motoren ohne Präzision sind in den meisten Systemen nicht von Nutzen. 
• Die Wahl eines Motors ohne Rücksicht auf die Umwelt dass es funktioniert, ist ein großer Fehler, der schnell zum Schaden führt.
• Wirkungsgrad und Stromquelle sind wichtige Aspekte der Auswahl, die, wenn sie vernachlässigt werden, zu höheren Kosten und zur Entleerung der Batterie führen können.
• Keine Berücksichtigung der Wartungskosten als Teil der Gesamtkosten des Systems führt oft zu größeren zukünftigen Problemen.
• Keine Kompatibilitätsprüfungen durchgeführt aus mechanischer und elektrischer Sicht ist ein weiterer Fehler, den Ingenieure niemals begehen sollten.
• Nichtberücksichtigung von Lärm und Vibrationen kann auch dazu führen, dass man nutzlose Lösungen kauft, die nicht an ihren Platz passen.
• Nicht berücksichtigen, ob Ihre Auswahl Ihren Anforderungen entspricht ist ein weiterer Auswahlfehler, den viele Menschen machen.

Wie der richtige Motor die Maschinenleistung verbessert

Inzwischen fragen Sie sich sicher, ob sich die ganze Aufregung um die Wahl des richtigen Motors lohnt. Nun, es ist eine der die am meisten unterschätzten Segnungen für jedes System. Sie kann ein System völlig umgestalten und aufwerten, wie reibungslos und präzise es funktioniert und wie energieeffizient es ist. 

Wenn ein System genau das Drehmoment und die Geschwindigkeit erhält, die es braucht, gibt es keine Vibrationen, Ruckeln oder Verschleißerscheinungen zu bewältigen. Nehmen Sie als Beispiel CNC-Maschinen, Roboterarme und andere automatisierte Verpackungslinien. Schrittmacher und Servolösungen sind hier perfekt, um die exakte Positionierung, Genauigkeit und Konsistenz zu gewährleisten.

Abgesehen von der Leistung, die Gesamteffizienz eines Systems hängt auch ganz von der richtigen Auswahl ab. Hochwertige Produkte wie BLDCs verbrauchen weniger Energie und erzeugen während des Betriebs auch weniger Wärme. Dadurch werden nicht nur die Betriebskosten gesenkt, sondern auch die Ausfallzeiten des Systems verringert und seine Lebensdauer verlängert.

Letztendlich ist die Auswahl des richtigen Motors wichtiger als alles andere für ein System. Wenn Sie optimale Leistung, reduzierte Kosten und Wartung sowie effizientes Arbeiten wünschen, haben Sie keine andere Wahl, als sich Zeit zu nehmen und das richtige Gehirn für Ihr System auszuwählen.

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