Bewegungsverhalten – mechanische Zeitkonstante
Die elektrische Zeitkonstante der klassischen eisenlosen maxon Wicklung ist bedeutend kürzer als die mechanische Reaktion der Motoren (typisch einige ms, Tabelle). Für die meisten praktischen Anwendungen kann man deshalb sagen, dass der Strom ohne Verzögerung anliegt und die Bewegung damit ausgeführt wird. Das Drehmoment wird sofort wirksam und unterstützt die hohe Dynamik des Motors. Die Motoren mit der kleinsten mechanischen Zeitkonstanten finden sich in der Baureihe maxon EC-i High Torque. Die Dynamik ergibt sich aus einer Kombination von hohem Drehmoment – erzeugt durch die eisenbehaftete Wicklung und die starken Magneten im Rotor – und der tiefen Massenträgheit des Rotors. Unglücklicherweise weist die genutete Wicklung eine elektrische Zeitkonstante auf, die in derselben Größenordnung wie die mechanische Zeitkonstante liegt. Somit wird das dynamische Verhalten durch die Zeit verzögert, die der Strom braucht, um anzusteigen; es ist schwierig, den Strom schnell genug in die Wicklung zu kriegen. Zusätzlich können Sättigungseffekte das maximal erreichbare Drehmoment einschränken, und die resultierende mechanische Zeitkonstante ist länger als die ideale Angabe in der Spezifikation. Die zweite Lektion: Nimm die mechanische Zeitkonstante nicht für bare Münze. Es gibt noch andere Effekte, die einen Einfluss haben, nicht zuletzt die Massenträgheit der Last. ▪
Autor: Urs Kafader,
Leiter technische Ausbildung, maxon
