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Funktionsprüfstände für intelligente Antriebe

Produkt Funktionsprüfstände für intelligente Antriebe vom Hersteller STAHL
Produkt Merkmale
  • Kundenspezifische Prüfstände für montierte Motoren 
  • Prüfung intelligenter Antriebe mit herstellerspezifischer Leistungselektronik: EC-Motoren bis 8 kW, Schrittmotoren, permanenterregte Synchron-Servomotoren und Asynchron-Servomotoren
  • Sicherheitsprüfungen: AC-Hochspannungsprüfung, Schutzleiter-, Isolationswiderstands- und Ableitstromprüfung 
  • Funktionsprüfungen: Leerlaufprüfung, Anlauf- und Hochlaufprüfungen, Lastprofilprüfungen, EMK- und KE-Magnetisierungsprüfungen, Schwingungs- und Geräuschanalyse etc. 
  • Prüfungen im Leerlauf, unter Last oder angetrieben für Vierquadrantenbetrieb möglich
  • Halb- oder vollautomatische Prüfsysteme z. B. als Drehtisch, Rundtaktisch oder verkettete Prüflinie möglich
Funktionsumfang:

Die kundenspezifischen Funktionsprüfstände für intelligente Antriebe von Stahl dienen zur elektromechanischen Sicherheits- und Funktionsprüfung von montierten Elektromotoren mit integrierter Leistungselektronik. Bei netzbetriebenen Motoren sind elektrische Sicherheitsprüfungen erforderlich. Dazu gehören eine Spannungsfestigkeitsprüfung mit AC-Hochspannung sowie eine Schutzleiterprüfung.
Die elektrischen Funktionsprüfungen umfassen Leerlaufprüfungen, Anlauf-, Hochlauf- und Drehrichtungsprüfungen, Wicklungswiderstandsmessungen sowie Verschaltungsprüfungen. Für komplexe Prüfanforderungen werden oft Lastprofilmessungen benötigt. Bei Motoren mit permanenterregten Rotoren wird oft zusätzlich die Magnetisierungsgüte nach der EMK- oder KE-Methode kontrolliert. Mit einer Schwingungs- und Geräuschanalyse lassen sich mechanische Eigenschaften wie Getriebeeingriff, Lager- und Streifgeräusche oder Unwucht prüfen. 
Die Prüfungen werden im Leerlauf oder zur Ermittlung von Leistungsprofilen mit simulierter Last durch Bremsmotoren sowie zur Prüfung der Rückspeisung im Vierquadrantenbetrieb über einen externen Antrieb durchgeführt. 
Zur Prüfung intelligenter Antriebe sind Sollwerte an die Leistungselektronik vorzugeben und Überwachungssignale sowie Positionsgebermesswerte zu erfassen, was oft über die Kommunikation mit Bus-Systemen erfolgt. Überwachungssysteme wie Drehzahlbegrenzungen und Blockiererkennungen sowie integrierte Positionsgeber wie z. B. Hallsensoren oder optische Encoder sind ebenfalls auf ihre Funktion zu prüfen. Positionsgeber können durch eine Programmierung justiert werden.

Funktionsprinzip:

Zur Prüfplanerstellung wird zunächst der Ablauf der Prüfschritte in der Software Quasi-Pro konfiguriert und anschließend definiert, welches Prüfmerkmal mit welcher Toleranz belegt ist. In der Auswertung können die Toleranzen der jeweiligen Prüfmerkmale anschließend einzelnen Messwerten, statistischen Mittelwerten oder Messwertreihen zugeordnet werden. Liegt z. B. ein Messwert außerhalb der Toleranz, wird der Prüfprozess gestoppt und die Fehlerursache mit den Messdaten angezeigt, oder es erfolgt eine Alarmmeldung. 
Der zu prüfende Motor wird manuell oder automatisch in eine werkstückspezifische Halterung eingesetzt, kontaktiert und dann der Prüfablauf gestartet. 
Vorgeschriebene Sicherheitsprüfungen für netzbetriebene Motoren sind insbesondere eine Isolationsfestigkeitsprüfung, welche mit AC-Hochspannung durchgeführt wird, sowie eine Schutzleiterprüfung.
Die elektrischen Funktionsprüfungen der Motoren werden im Leerlauf oder unter Last durchgeführt. Dafür wird der Prüfling mit Spannung oder Strom beaufschlagt. Die Spannungen, Frequenzen, Rampenfunktionen, Prüfzeiten, verschiedene Testpunkte etc. werden dabei durch das Prüfprogramm vorgegeben und gesteuert. Die am Prüfling gemessenen Größen Stromstärke, Spannung, Leistungsaufnahme oder Phasenverschiebung werden erfasst, mit den vorprogrammierten Sollwerten verglichen und ausgewertet.
Zur Erstellung von Leistungsprofilen wird der Abtrieb des Motors mechanisch mit einem zweiten Motor verbunden, der als Bremse mit definierter Kraft eine Last simuliert oder den Prüfling antreibt, um die Funktion der Nutzbremse zu überprüfen.

Aufbau:

Es werden halbautomatische Prüfstände mit Drehtisch zur manuellen Zuführung und Entnahme, vollautomatische anlagenintegrierte Prüfzellen sowie komplette Prüflinien mit mehreren Stationen realisiert. Die schlüsselfertigen Prüfsysteme sind anwendungsspezifisch aufgebaut und werden mit bewährter Messtechnik aus eigener Fertigung von Stahl auf Basis der Software-Plattform QuaSi-Pro gefertigt. Sie umfassen das Maschinengestell, die Zuführungs- und Handhabungseinrichtungen sowie die komplette Prüftechnik und Steuerung, Optional sind weitere Verkettungen, Übergabeeinrichtungen und Datenanbindungen erhältlich

Einsatzbereich:

Die Funktionsprüfstände für Elektromotoren dienen zur Sicherheits- und Funktionsprüfung einer großen Bandbreite von intelligenten Antrieben mit herstellerspezifischer Leistungselektronik. Dazu gehören insbesondere elektronisch kommutierende EC-Motoren, Schrittmotoren, permanenterregte Synchron-Servomotoren und Asynchron-Servomotoren für Wechsel- und Gleichstrom mit ihrer jeweiligen Leistungselektronik. 
Auch in Arbeitsmaschinen wie z. B. Pumpen, Ventilatoren und Elektrowerkzeugen verbaute Elektromotoren werden geprüft. Haupt-Anwenderbranchen sind Hersteller von Elektromotoren, Automobilzulieferer und Produzenten von Haushaltsgeräten, Ventilatoren und Elektrowerkzeugen.