VDC-3-4915 D

Kompakte Leistung,
verdichtete Funktion.
Der neue VARIODRIVE Compact-Motor
VDC-3-49.15
Die Wahl der Ingenieure
Kurz wie ein Kleiner, stark wie ein Großer
und intelligenter als beide zusammen.
In unzähligen Anwendungen verrichten unzählige kleine Antriebseinheiten zuverlässig ihren Dienst. Kompakte Innenläufermotoren gelten hier gemeinhin als „Allzweckwaffe“. Allerdings schöpfen diese ihre Leistung entweder aus der Baulänge oder
der Drehzahl, benötigen oft mehrstufige Untersetzungsgetriebe und nehmen so erheblichen Bauraum in Anspruch. Unsere
Antwort auf Platzmangel: mehr Leistungsdichte. Der VDC-3-49.15 ist ein äußerst kompakter Außenläufer mit hoher Dynamik
und gleichmäßigem Drehmoment über einen großen Drehzahlbereich. Umfangreiche Zusatzfunktionen, überragende Leistungswerte und seine vielseitige Einsetzbarkeit lassen ihn in einer Klasse spielen, die sonst nur Innenläufern vorbehalten ist.
Von 0 auf 100 Watt in 5,2 Zentimetern
Höchstleistung mit Fingerspitzengefühl
Wenn hohe Leistung gefordert ist, aber nur begrenzt Bauraum zur Verfü-
Als Entwickler der weltbesten Kompaktlüfter sind wir bereits für unsere
gung steht, ist Leistungsdichte das wichtigste Stichwort. Ein optimales
Motoren in Außenläufer-Bauweise bekannt. Obwohl sich die Anforderungen
Verhältnis von Nennleistung und Baugröße war deshalb einer der wichtigs-
eines universell einsetzbaren Antriebsmotors von denen eines Lüftermotors
ten Faktoren bei der Entwicklung des neuen VARIODRIVE Compact-Motors
stark unterscheiden – für die Weiterentwicklung des Außenläufer-Prinzips
VDC-3-49.15. Die Leistungsdaten beider Motorausführungen (Nennspannung
konnten unsere Ingenieure auf einen enormen Erfahrungsschatz zurück-
48 bzw. 24 VDC) sprechen für sich.
greifen. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Der VDC-3-49.15 ist ein
hochpoliger Außenläufermotor mit komplett integrierter Regelelektronik
Mit 63 mm Durchmesser und einer Länge von nur 52 mm fallen beide Aus-
neuester Generation, der geringes Bauvolumen mit Kraft, Intelligenz und
führungen wesentlich kürzer aus als vergleichbare Innenläuferantriebe. Bei
Präzision verbindet.
einer Nenndrehzahl von jeweils 4 000 U/min erreichen sie ein Nenndrehmoment von 250 mNm bzw. 150 mNm. Die hohe Überlastfähigkeit erlaubt
Hohe Überlastfähigkeit und ein großes Losbrechmoment sorgen bei der
dabei Anlaufmomente in doppelter Höhe. Bei 2,9 A (48 V) und 3,5 A (24 V)
neuen Baureihe für Durchsetzungsvermögen. Das beachtliche Drehmoment
Stromaufnahme geben die Antriebe 105 W bzw. 63 W Dauerleistung ab.
ist bei gleichbleibend hohem Wirkungsgrad über einen weiten Drehzahlbereich nutzbar. Die Motoren erreichen dabei Dynamikwerte, die bei zusätz-
Die integrierte Elektronik regelt beim VDC-3-49.15 alle Motorfunktionen
lichen externen Trägheitsmomenten an die von Innenläuferantrieben heran-
und sendet die relevanten Betriebsdaten bei Bedarf nach außen. Je nach
reichen. Sie sind somit auch für Applikationen geeignet, bei denen bisher
Anwendung können so auch speziell erforderliche Motorkonfigurationen
ein Innenläufer eingesetzt und dessen Dynamik nicht voll ausgefahren wird.
durch einfache Parametrierung oder Programmierung der Steuerungselektronik erstellt werden. Das spart Kosten bei Entwicklung, Produktion und
Wenn hohes Fingerspitzengefühl gefragt ist, spielen der leistungsfähige
Lagerhaltung.
DSP (Digitaler Signal-Prozessor) und die ausgereifte Software ihre Stärken
voll aus. Durch die kontinuierliche Sinuskommutierung aller 3 Wicklungsphasen lassen sich die Antriebe auch bei kleinsten Drehzahlen sicher führen.
So kann der Antrieb im Stillstand mit Haltemoment geregelt werden und
hat ohne zusätzliche Sensorik schon bei kleinsten Drehzahlen eine beachtliche Regelgüte.
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So vielseitig wie das Einsatzgebiet
Durch ihren kompakten Aufbau eignet sich die Baureihe VDC-3-49.15 für
viele Anwendungen, bei denen nur eingeschränkter Bauraum vorhanden
ist. Viel mehr Potenzial steckt zusätzlich in den inneren Werten. Die charakteristischen Stärken machen die Antriebe zu geeigneten Helfern in zahlreichen anspruchsvollen Anwendungsbereichen.
In der Medizintechnik treiben sie feinfühlige Dosierpumpen mit großem
Stellbereich an, z. B. Peristaltikpumpen in Dialysegeräten. Oder sie übernehmen den kraft- und wegbegrenzten Antrieb von Rehageräten. In der
Verpackungstechnik und Textilindustrie ermöglichen die einstellbare Drehmomentbegrenzung und präzise Drehzahlregelung eine optimale Anpassung von Spul- und Wickelantrieben an die verwendeten Materialien.
Eingebunden in ein Bussystem kommen die Motoren in der Automation
zum Einsatz, etwa als Antrieb zur Formatverstellung oder als Vorschubantrieb. Auch für elektronische Getriebe wie in Briefverteilungsanlagen ist
der Antrieb mit der optionalen Bus-Schnittstelle, seiner integrierten 4-Quadranten-Regelelektronik, der hohen Überlastfähigkeit und dem digitalen
Fehlerausgang optimal ausgestattet.
Leistungsvorteile im Überblick
– Kompakte Bauform
– Sehr hohe Leistungsdichte
– Steife Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie
– Hohe Überlastfähigkeit
– Extrem weiter Drehzahlregelbereich
– Haltemoment bei n = 0
– Hohe Dynamik, vergleichbar mit BCI
– Robustes Gehäuse und Lagersystem
– Hohe Lebensdauer
– Schutzart IP 54 Standard
3
VARIODRIVE Compact-Motor
VDC-3-49.15
– 3-phasiger Außenläufermotor in EC-Technologie.
– Rotor mit hochpolig magnetisiertem Neodym-Magnet.
– Hohe Leistungsdichte bei kompakter Bauform.
– Integrierte Betriebselektronik mit leistungsstarkem DSP.
– Exzellentes Regelverhalten durch feldorientierte Regelung mit Sinuskommutierung.
– Umfangreiche Schnittstelle für vielfältige Funktionen und Betriebsartenauswahl.
– Schutz vor Überlastung durch integrierte Temperaturabschaltung.
– Robuste mechanische Ausführung mit Abdeckkappe aus Aluminium und abgedichtetem
Steckersystem.
Nenndaten
Typ
VDC-3-49.15 24 V
Nennspannung (UBN)
Nenndrehzahl (nN)
Nennmoment (MN)
Nennstrom (IBN)
Nennabgabeleistung (PN)
Leerlaufdrehzahl (nL )
Leerlaufstrom (IBL)
Max. Reversspannung
Sollwertvorgabe
Sollwertdrehzahl
Drehzahlregelbereich
Blockierschutzfunktion
Momentbegrenzung auf MN
Schutz bei Überlast
Temperaturabschaltung (über Elektronik)
Anlaufmoment
Rotorträgheitsmoment (JR)
Wärmewiderstand (Rth)
Schutzart
Zul. Umgebungstemperaturbereich (TU)
Motormasse (m)
Bestell-Nr.
Fradial
Faxial
Faxial
Fradial
20 N
60 N
V DC
min–1
mNm
A
W
min–1
A
V DC
V DC
min–1
min–1
24 (18 … 30)
48 (18 … 55)
4 000
4 000
150
250
3,5
2,9
63
105
4 400
4 500
0,22
0,15
35
60
0 … 10
0 … 10
0 … 5 000
0 … 5 000
0 … 4 000
0 … 4 000
ja
ja
MN
MN
ja
ja
110 °C aus /ein nach Quittieren von „C“ Hardware-Enable (< 100 °C)
300
500
108
108
–
–
IP 54*
IP 54*
0 … +40
0 … +40
0,72
0,72
937 4915 600
937 4915 607
mNm
kgm2x10–6
K/W
°C
kg
L1
… 48 V
* Schutzartangabe bezieht sich auf den eingebauten
Zustand mit Abdichtung an der Flanschseite.
10 mm
Zul. Wellenbelastung bei Nenndrehzahl und einer
Lebensdauererwartung L10 von 20 000 h.
L1
500 ±10
70 ±5
4 ±0,5
65
±
0,5
Verdrillt und verzinnt
44,
mi n –1
x1000
A
2
-0,05
Ø25
6,0
+0,01
+0,006
3
Ø8
8,0
Ø3,85 H10*
M
4
4,0
I
1
2,0
0°
3x
12
*Sacklochbohrungen für
gewindeformende Schrauben
nach DIN 7500
max. Einschraubtiefe 7 mm
max. Eindrehmoment 2 Nm
2,5 ±0,1
0
50
4
100
150
200
250
mNm
Ø50
Ø63
±0,2
52 ±1
20 ±0,5
Schutzkappe in Alu natur, optional auch in Schwarz erhältlich.
Grundfunktionen:
– Drehzahlgeregelter Betrieb mit analoger Sollwertvorgabe.
– Regelung der Drehzahl n = 0 mit Haltemoment.
– Erweiterte Motordynamik über kurzzeitigen Spitzenstrom mit l2t-Spitzenstrombegrenzung.
– Drehmomentbegrenzung über analoge Sollwertvorgabe (für Strombegrenzung).
– Steuereingang für Hardware-Enable zum sicheren Einschalten nach Schutzabschaltung.
– Separater Signalausgang mit TTL-Pegel als Drehrichtungsinformation.
– Signalausgang für Status-Anzeige des Antriebs über TTL-Pegel (Antrieb bereit ja / nein).
– Getrennte Spannungsversorgung für Motorlogik (Logikversorgung kann bei abgeschaltetem Motor aktiv bleiben).
Anschlussbelegung
Farbe
Blau (1,5 mm )
Braun (1,5 mm )
Schwarz (1,5 mm )
Blau
Rosa
Grün
Weiß
Grau-Rosa
Violett
Grau
Rot-Blau
Braun
Schwarz
Rot
Gelb
2
2
2
Funktion
Gnd
+Ub
UZK
Gnd
S1
TXD
RXD
A
B
IST
F+
S2
C
E
D
Weitere Optionen auf Anfrage:
Beschreibung
Ground Leistungsversorgung
Logikversorgung
Leistungsversorgung
Ground Logikversorgung
0 … 10 V – Drehzahlregler
Kommunikation / Parametrierschnittstelle
Kommunikation / Parametrierschnittstelle
Steuereingang A, TTL-Pegel
Steuereingang B, TTL-Pegel
Istwert 1
Frequenzvorgabe für Drehzahlsollwert
0 … 5 V Strombegrenzung (Drehmoment)
Steuereingang C – Hardware-Enable
Istwert 2
Antriebsstatus
Beschaltung*
ja
ja
ja
ja**
ja
nein
nein
ja
ja
ja
nein
ja
ja
ja
ja
*Mit nein gekennzeichnete Anschlüsse dürfen bei der Ausführung der Grundfunktionen nicht belegt werden.
**Bei Versorgung des Motors über eine Spannungsquelle müssen beide blauen Litzen zusammengelegt werden.
– Sollwertvorgabe für den drehzahlgeregelten Betrieb
über Sollwertfrequenz oder PWM-Signal.
– Sollwerteingang für die Vorgabe von Fahrprofilen.
– Parametrierung der l2t-Spitzenstrombegrenzung.
– 2-Kanal-Encoder-Signal mit bis zu 100 Impulsen /
Umdrehung über programmierbares Teilerverhältnis der
Istwertausgabe auf den beiden Istwertausgängen.
– Drehmoment-Monitor mit Istwert wahlweise als Analogspannung, Frequenz oder PWM-Signal.
– Galvanische Trennung der Ein- und Ausgänge.
– Steuereingänge A und B für Drehrichtung und Bremsen
mit Leitungsbrucherkennung.
– Positionsregelung des Antriebs.
– RS-485-Schnittstelle als offene Kommunikations- bzw.
Parametrierschnittstelle.
– Ausführungsvariante mit CANopen Bus-Schnittstelle
(DSP 402).
1. Steuereingänge
A
B
0
0
1
1
0
1
0
1
low (0)
high (1)
Endstufe freigeschaltet
Drehrichtung links
Drehrichtung rechts
Bremsen*
0 … 0,8 V
2,4 … 30 V
A/B
*Bremsbetrieb:
Im Haltezustand kann die Position dauernd
mit Nennmoment bzw. kurzzeitig (l2t-Funktion)
mit Anlaufmoment gehalten werden.
2. Istwertausgang
GND
Ausgangssignal
U Ext.
Ausführung:
Open Collector
Uext. max = < 36 V
UCESAT = 0,4 V
ICMAX = < 10 mA
Ist
Motorlogik
Externe Steuerung
100 Hz = 1000 min –1
t
GND
3. Sollwerteingang
Drehzahlvorgabe zur Drehzahlregelung
mittels Sollwertspannung
(Schnittstelle 0 … 10 V DC)
S1
0
Drehzahl
n max
0
min
Sollwertspannung
max
GND
Weitere Detailinformationen sind den jeweiligen Spezifikationsdatenblättern zu entnehmen. Grundsätzlich sind die Anweisungen und Sicherheitshinweise aus dem Betriebshandbuch zu beachten.
5
So werden auch schwere Lasten
sicher in Bewegung versetzt.
Wenn es gilt, schwere Lasten kontrolliert und sicher zu bewegen, reicht das Drehmoment des Antriebs alleine oft nicht aus.
Dann übernehmen Getriebe die Aufgabe, die Drehzahl des Antriebs zu reduzieren und das Drehmoment entsprechend zu
erhöhen. Bei dynamischen Anwendungen kommt sogar noch eine weitere Aufgabe hinzu: Richtig ausgewählt sorgen die
Getriebe hier für eine geeignete Massenanpassung zwischen Antrieb und der zu bewegenden Last. Der neue Variodrive
Compact VDC-3-49.15 ist so konzipiert, dass sich verschiedene Getriebetypen in unterschiedlichen Anbauvarianten ohne
großen Aufwand mit dem Motor kombinieren lassen. So entstehen äußerst kompakte und leistungsstarke Motor-GetriebeKombinationen mit einem extrem großen Drehzahlregelbereich.
Getriebetypen
Performax Planetengetriebe
Damit Sie bei der Vielzahl der möglichen Getriebekombinationen die rich-
Im Gegensatz zu den Stirnradgetrieben übernehmen hier gleichzeitig um-
tige Auswahl treffen, haben wir die verschiedenen Typen kurz nach ihren
laufende Planetenräder die Übertragung der Drehmomente. Auf sehr kleinen
Eigenschaften charakterisiert.
Durchmessern lassen sich so auch hohe Drehmomente laufruhig und verschleißarm übertragen. Die schräg verzahnten Kunststoffzahnräder der
Compactline Stirnradgetriebe
ersten Stufe gewährleisten hohe Laufruhe. In der zweiten Stufe sorgen dann
Stirnradgetriebe der Baureihe Compactline sind in einem robusten Zink-
einsatzgehärtete Zahnräder für die Übertragung der hohen Drehmomente.
Druckguss-Gehäuse aufgebaut. Mit ihren kompakten Außenabmessungen
In der Ausführung HRL können durch die Käfiglagerung der Abtriebswelle
und ihrer kurzen Bauform sind sie überall dort gefragt, wo wenig Bauraum
besonders hohe Radialkräfte aufgefangen werden.
zur Verfügung steht. Dank optimierter Schrägverzahnungen und hohen
Überdeckungen sind diese Getriebe darüber hinaus äußerst laufruhig und
Noiseless Plus Planetengetriebe
leistungsstark.
Mit einem hochwertigen Aluminiumgehäuse und der gestoßenen Schrägverzahnung im Hohlrad sind diese hochwertigen Getriebe die perfekte
Flatline Stirnradgetriebe
Verbindung aus Leistung, Laufruhe und Lebensdauer. Für Einsatzfälle mit
Flatline Stirnradgetriebe bestechen durch ihre extrem kurze Bauform und
erhöhten Anforderungen an die Umgebungsbedingungen ist die optional
ihre hohen übertragbaren Drehmomente. Optimierte Schrägverzahnungen
erhältliche Variante in Schutzart IP54 bestens gerüstet.
in der ersten Stufe und angepasste Auslegungen in den nachfolgenden
Stufen machen sie zu echten Kraftpaketen. Der große Abstand der Getriebe-
EtaCrown Winkelgetriebe
abtriebswelle zur Motorwelle ermöglicht eine beliebige – auch beidseitige –
Im Vergleich zu Schneckengetrieben bestechen diese innovativen Winkel-
Richtung der Abtriebswelle.
getriebe durch einen hervorragenden Wirkungsgrad. Grund ist der Einsatz
der Kronenradtechnologie. Durch eine wälzoptimierte Auslegung der
Kronenradstufe und den optimierten Materialeinsatz sind die Getriebe darüber hinaus sehr laufruhig und robust. Sie sind ebenfalls als Option in
einer Variante für IP54 erhältlich.
6
Anbauvarianten
Je nach Getriebetyp stehen in Verbindung mit den Motoren VDC-3-49.15
folgende Anbauvarianten zur Verfügung:
Getriebeanbau über eine Nema 23-Schnittstelle
Der Getriebeanbau per Nema 23-Schnittstelle ist unkompliziert und eignet
sich besonders für kleinere Stückzahlen oder schnelle Bemusterungsbedarfe. Über ein Klemmritzel mit präziser Zentrierung und einen quadratischen Zwischenflansch kann der Getriebeanbau sogar direkt beim Endkunden erfolgen.
Getriebeanbau als Direktanbau
Für kleinere und mittlere Stückzahlen können verschiedene Getriebetypen
mittels Adapterritzel und rundem Zwischenflansch angebaut werden, womit
sich die Baulänge um 9 mm erhöht. Bei mittleren und hohen Stückzahlen
kann der Zwischenflansch auch durch einen angepassten Getriebegrundflansch abgelöst werden, so dass extrem kurze und kompakte MotorGetriebe-Kombinationen für maximale Leistung bei begrenztem Bauraum
entstehen.
Die untenstehende Tabelle gibt einen Überblick über die möglichen Anbauvarianten und Untersetzungsbereiche je Getriebetyp.
Getriebevarianten im Überblick
Getriebetyp
Compactline 91
Mögliche Untersetzungen
NEMA 23-Schnittstelle
Direktanbau
7,8 / 9,1 / 11,1 / 13,8 / 18,4 / 22,0 / 27,6 / 41,6 / 67,3
9,2 / 18,4 / 27,6*
Compactline 92
15,47 / 23,14 / 31,1 / 40,1 / 55,0 / 70,4 / 92,3
15,5 / 18,4 / 23,1 / 31,1 / 40,0
Flatline 85
18,0 / 27,6 / 40,3 / 64,0 / 101,8
8,2 / 12,3 / 27,6 / 40,3 / 64,0 / 101,8
Performax 52
5,0 / 9,0 / 21,25 / 30,0 / 38,25 / 54,0
Performax 63/63 HRL
3,18 / 5,0 / 9,0 / 21,25 / 30,00
Noiseless Plus 63
4,3 / 6,0 / 26,0
EtaCrown 75
4,1 / 6,7 / 21,2 / 33,33
*Anbau dieser 3 Untersetzungen ohne Zwischenflansch.
7
M 1118 2.0709
Technische Änderungen vorbehalten.
Der VDC-3-49.15 vereint kompakte Abmessungen mit höchster Leistungsdichte und Intelligenz.
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Compact-Motors. Können wir noch mit weiteren ebm-papst Produkten und Engineeringleistungen
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