Elektrische Servoantriebe: Baugruppen mechatronischer Systeme
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Beschreibung
Die elektrischen Servoantriebe bilden die Schnittstelle zwischen der elektronischen Steuerung und den mechanischen Komponenten eines Antriebssystems innerhalb automatisierter Produktions- und Fertigungsanlagen. Sie stellen die mechanischen Größen Drehmoment und Winkelgeschwindigkeit hochgenau und reproduzierbar bereit und sind damit praktisch der "intelligente Muskel" zur Steuerung unterschiedlichster automatisierter Fertigungsprozesse. Dieses Buch wird Studierenden der Elektrotechnik, des Maschinenbaus, der Mechatronik und der Kraftfahrzeugelektronik als vorlesungsbegleitende Literatur empfohlen. Daneben soll es aber auch dem in der Praxis tätigen Ingenieur von Nutzen sein, sich durch Einsatz der elektrischen Servoantriebe neue Arbeitsgebiete zu erschließen. Dem Leser wird das technische Verständnis für die Wirkungsweise und die Auswahl von Servoantrieben durch die Betrachtung aller Antriebskomponenten vermittelt. Die Optimierung bei der Anpassung der mechanischen und elektrischen Baugruppen des Antriebssystems erfolgt beispielhaft für zwei typische Anwendungsfelder (Vorschubantrieb bzw. Handlingantrieb). Ein Schwerpunkt ist die Darstellung des drehzahlgeregelten Drehstromantriebes mit permanenterregtem Synchronmotor. Es wird die enge Verbindung zwischen den leistungselektronischen Komponenten rückspeisefähiger Pulsstromrichter, Pulswechselrichter und der Synchronmaschine gezeigt und die notwendigen Steuerverfahren für die Baugruppen (Raumzeigermodulation, feldorientierte Regelung) behandelt. Der Einsatz der Servoantriebe zur Bewegungssteuerung wird am Beispiel der numerischen Bahnsteuerung erläutert. Die Darstellung zum Hybridschrittmotor vervollständigt die Ausführungen zur Bewegungssteuerung. Die Kriterien zur Antriebsauswahl und Antriebsprojektierung werden an zwei typischen praktischen Beispielen betrachtet. Ein Anhang enthält die Lösungen der in den Kapiteln gestellten Aufgaben.
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