Richtlinien für den Austausch von Motoren (Drop-In)

Die perfekte Passform finden: Herausforderungen und Richtlinien für den Austausch von Motoren durch Drop-Ins

Die perfekte Passform finden: Herausforderungen und Richtlinien für den Austausch von Motoren durch Drop-Ins

Als Ingenieur sind Sie wahrscheinlich mit den Herausforderungen vertraut, die sich ergeben, wenn Sie einen Wechsel zu einem neuen Motorlieferanten in Erwägung ziehen. Ob Probleme mit der Leistung oder Zuverlässigkeit des bisherigen Motors, die Notwendigkeit kleinerer Änderungen an einem Katalogmotor während der Produktentwicklung oder der Wunsch, die Produktleistung zu verbessern - es gibt eine Vielzahl von Gründen, warum dieser Wechsel notwendig sein könnte. Weitere Gründe sind Unterbrechungen der Lieferkette, die es erforderlich machen, zusätzliche Lieferanten für kritische Baugruppen wie Motoren zu haben, sowie Umstände wie die Tatsache, dass der aktuelle Hersteller die ursprüngliche Motorkonfiguration nicht mehr unterstützt.

Unabhängig vom Grund ist der Wechsel des Motorlieferanten eine Herausforderung für Konstrukteure und Ingenieure, da er eine sorgfältige Abwägung aller verfügbaren Optionen erfordert, um den dauerhaften Erfolg des Produkts zu gewährleisten. Eine solche Überlegung für Elektromotoren ist ein "Drop-in-Ersatz", d. h. ein Motor, der dem Originalmotor so ähnlich ist, dass er einfach eingesetzt werden kann und wie der Originalmotor funktioniert, ohne dass besondere technische Änderungen erforderlich sind, um ihn einzupassen. Das bedeutet, dass man sich keine Gedanken über die Verlegung von Stromkabeln und Anschlüssen, die Gewährleistung des richtigen Drehmoments und der erforderlichen Drehzahl oder größere Änderungen an elektronischen Schaltungen machen muss.

Die Suche nach einem passenden Ersatzmotor kann eine schwierige Aufgabe sein und erfordert umfassende Kenntnisse und Erfahrungen sowohl mit dem Motor als auch mit der Anwendung. Mit der richtigen Zusammenarbeit zwischen dem Anwendungshersteller und dem Motorhersteller ist es jedoch möglich, einen Ersatzmotor zu finden, der alle Anforderungen erfüllt.

Auswahl eines Drop-In-Ersatzmotors

Die Auswahl eines Drop-in-Ersatzmotors liegt nicht allein in der Verantwortung des Motorherstellers oder des Kunden allein. Vielmehr handelt es sich um eine gemeinsame Aufgabe, die eine Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen beiden Parteien erfordert. Der Motorhersteller muss vom Kunden mit den grundlegenden Motorspezifikationen und Anwendungsanforderungen versorgt werden, während der Kunde auch auf kritische Motorparameter und Montageanforderungen besonderen Wert legen kann. So wird sichergestellt, dass der Ersatzmotor für die Anwendung geeignet ist und alle erforderlichen Anforderungen erfüllt. Im Folgenden gehen wir näher auf die einzelnen Schritte ein.

Schritt 1: Verstehen der Motoreigenschaften

Der erste Schritt besteht darin, die maximal möglichen Motoreigenschaften zu verstehen. Man kann die Motoreigenschaften aus Quellen wie dem Motoretikett oder der Kennzeichnung, den elektrischen und mechanischen Datenblättern* entnehmen. Darüber hinaus kann man auch andere technische und qualitätsbezogene Dokumente einsehen, um weitere Informationen zu sammeln, wie z. B. technische Probleme mit dem Motor oder der derzeit vom Anwendungshersteller verwendeten Einheit, physische/räumliche Beschränkungen für den Ersatzmotor, qualitätskritische Parameter (CTQ), Zusatzausrüstungen wie elektrische Anschlüsse, Riemenscheibe, Getriebe, Bremse, Encoder usw.

*Dabei kann es sich entweder um den zu ersetzenden Motor oder um den nächstgelegenen Motor desselben Herstellers handeln

Schritt 2: Motorvergleich

Der zweite Schritt besteht darin, den aktuellen Motor mit dem vorgeschlagenen Motor zu vergleichen. Um einen fundierten Vergleich anstellen zu können, ist es wichtig zu ermitteln, welche Faktoren für die jeweilige Anwendung am wichtigsten sind. Dies ermöglicht einen gezielten Vergleich, der die besonderen Anforderungen und Spezifikationen der Anwendung berücksichtigt. Im Folgenden sind einige der Motorparameter aufgeführt, die in Betracht gezogen werden können: Bitte beachten Sie, dass dies keine vollständige Liste von Parametern ist und je nach Motortechnologie variieren kann.

Elektrische Parameter - Mechanische Parameter

Nennspannung - Befestigungsdetails (Bohrungsdurchmesser oder Gewinde, PKD)

Leerlaufdrehzahl - Nabendurchmesser

Leerlaufstrom - Wellenüberstand und -durchmesser

Widerstand - Gesamtlänge und -durchmesser

Induktivität - Kabeldetails (AWG, Isolationsmaterial, Typ (Flachband/einzeln, UL) und Ausrichtung

Gegen-EMK-Konstante - Wellenendspiel und Wellenschlag

Drehmomentkonstante - Maximale radiale Belastung der Welle mit Abstand/Standort

Motorregelung, R/k2 - Lagertyp

Maximales Dauerdrehmoment - Art der Schmierung

Maximaler Dauerstrom - Gewicht

Maximale Spulentemperatur - Umgebungstemperatur bei Betrieb

Elektrische Zeitkonstante - Umgebungstemperatur bei Lagerung

Wirkungsgrad - Wärmewiderstand

Angaben zum Treiber/Regler - Thermische Zeitkonstante

Kommutierung: Sensor/Sensorlos - Mechanische Zeitkonstante

Optimierung der Kommutierung - Rotorträgheit

Anzahl der Magnetpole und Nuten - Geräusch

Rastmoment/Rastmoment - Etikett/Markierung, Typ, Größe

Schrittwinkel/Schritt pro Umdrehung - Maximale Ausgangsleistung

Dielektrische Stehspannung - Maximale Dauerdrehzahl

Maximale Eingangsleistung - Reibungsmoment

Spulentyp (bipolar/unipolar) - Angaben zum Kabelanschluss

Zusätzlich zu den Motorparametern sollten auch spezielle oder gesetzliche Parameter berücksichtigt werden.

Zu den speziellen oder regulatorischen Parametern gehören:

RoHS- und REACH-Anforderungen

Anforderungen an Geräusch- und Vibrationspegel

Anforderungen an niedrige oder hohe Temperaturen

Kompatibilität mit bestimmten Chemikalien

Anforderungen an Dichtungen/Ingressionsschutz

Anforderungen an Zuverlässigkeit und Lebensdauer

Besondere Anforderungen an Qualifikationstests

Sterilisierbarkeit (Dampf/Spülmittel, ETO, H2O2 usw.)

Schritt 3: Typ des Drop-In-Ersatzmotors

Der dritte Schritt besteht darin, den idealen Typ des benötigten Drop-in-Ersatzmotors zu bestimmen. Er fällt in der Regel in eine der folgenden Kategorien:

1.Katalogmotoren. Wenn es sich bei dem in Frage kommenden Motor um eine gängige Technologie handelt, kann ein Katalogmotor als Drop-in-Ersatz in Frage kommen. Dabei handelt es sich um einen Standardmotor, der leicht erhältlich ist und die für die Anwendung erforderlichen Spezifikationen erfüllt.

2.Kleinere Modifikationen. In vielen Fällen gibt es geringfügige Unterschiede zwischen den Parametern des Originalmotors und des Ersatzmotors, z. B. bei den Einbaumaßen, den Leistungsspezifikationen, den Wicklungs- oder Rückkopplungseigenschaften, den Steckern und Pinbelegungen oder sogar der Gesamtgröße. Diese Unterschiede können ein gewisses Maß an Re-Engineering erfordern, um den Ersatzmotor an das System anzupassen. In solchen Fällen können kleinere Änderungen entweder durch den Kunden oder den Motorhersteller vorgenommen werden, um sicherzustellen, dass der Motor für die Anwendung geeignet ist.

3.Kundenspezifische Projekte. Manchmal ist ein hohes Maß an kundenspezifischer Anpassung erforderlich, damit der Ersatzmotor für die Anwendung geeignet ist. Dies kann einen beträchtlichen Zeit- und Kostenaufwand bedeuten, kann aber in Fällen, in denen keine andere Option verfügbar oder geeignet ist, notwendig sein.

Herausforderungen beim Austausch von Drop-In-Motoren

Wenn ein Drop-in-Ersatzmotor nicht richtig ausgewählt wird, können erhebliche Probleme auftreten:

1.Falsche Passform. Die Wahl eines Motors, der nicht richtig passt, kann zu Problemen bei der Installation, Ausrichtung und Leistung führen. Passende Teile oder Gehäuse oder benachbarte Teile in der Anwendung können den Motor ebenfalls beeinträchtigen.

2.Probleme mit der Schnittstelle. Die Kompatibilität mit den Haupt- und Hilfssteuerungen, Antrieben und Sensoren ist für einen ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich. Die Auswahl eines nicht kompatiblen Motors kann zu Problemen bei der Verdrahtung, Programmierung und Kommunikation führen, die sich auf Leistung und Zuverlässigkeit auswirken können.

3.Last- und Geschwindigkeitsprobleme. Ein Ersatzmotor muss in der Lage sein, die üblichen Last- und Geschwindigkeitsanforderungen des Systems zu erfüllen. Bei unterschiedlichen Lasten und Drehzahlen kann es zu einem geringeren Wirkungsgrad, einer geringeren Leistung oder sogar zu Schäden am Motor und anderen Komponenten kommen.

4.Zuverlässigkeitsaspekte. Wird ein Motor nicht sorgfältig ausgewählt, kann dies zu Zuverlässigkeitsproblemen führen, deren Behebung kostspielig und zeitaufwändig sein kann. Dies kann zu ungeplanten Ausfallzeiten, verringerter Produktivität und erhöhten Wartungskosten führen.

Fazit

Wenn es darum geht, einen Motor zu ersetzen, kann das alleinige Verlassen auf einen Vergleich von technischen Datenblättern zu einer Vielzahl von Problemen führen, da die auf dem Blatt aufgeführten Spezifikationen nicht unbedingt alle Anforderungen der Endanwendung abdecken. Daher ist es wichtig, neben dem Vergleich der technischen Datenblätter auch die Anforderungen der Anwendung zu bewerten.

Um dieses Problem zu lösen, empfiehlt es sich, den nächstgelegenen Motor zu testen und seine Leistung zu bewerten, um festzustellen, ob er für die Anwendung geeignet ist. Dies ermöglicht eine umfassendere Bewertung der Leistung des Motors und stellt sicher, dass er alle erforderlichen Anforderungen erfüllt. Durch das Testen des Motors kann man seine Eignung für die Anwendung feststellen und alle notwendigen Änderungen oder Anpassungen vornehmen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Ersatzmotor nicht nur auf dem Papier gut passt, sondern auch in der Anwendung eine gute Leistung erbringt.

Obwohl die technischen Datenblätter einen nützlichen Ausgangspunkt darstellen, ist es wichtig, den Motor im Zusammenhang mit den Anforderungen der Anwendung zu bewerten, um sicherzustellen, dass die bestmögliche Ersatzoption gewählt wird. Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl eines idealen Austauschmotors? Wenden Sie sich hier an uns - unsere Ingenieure helfen Ihnen gerne!