Vierpoliger EC-Motor

Galaktisch gut

Hochwertige Antriebskomponenten und -systeme sind die Spezialität von Maxon Motor. Mit ihrem neuem Produkt, dem vierpoligen EC-Motor mit Maxon-Wicklung, stellt das Schweizer Unternehmen erneut seine Kompetenz in mehreren Schlüsseltechnologien unter Beweis: Wicklungsverfahren, Motorenfertigung, Getriebebau, Magnet-Encoder und Einsatz von Hightech-Keramik.

Es ist Sonntag, der 4. Januar 2004, 05:35 Uhr MEZ. Das Marsfahrzeug Spirit landet erfolgreich auf dem Roten Planeten. Opportunity, das zweite Fahrzeug der Nasa, setzte am 25. Januar auf der Marsoberfläche auf. Bei beiden Missionen kommen je 43 Elektromotoren zum Einsatz, davon stammen 39 aus dem Hause Maxon. Nachdem das Schweizer Vorzeigeunternehmen schon 1997 die strengen Auswahlkriterien der Nasa erfüllte und für das Marsmobil Sojourner Antriebsmotoren lieferte, ist es an der aktuellen Mars-Expedition, die am 10. Juni 2003 begann, erneut beteiligt. Die beiden identischen Fahrzeuge Spirit und Opportunity werden in unterschiedlichen Marsregionen die geologischen Verhältnisse des Planeten erforschen.

„Faszinierend!“, würde Mr. Spock in seinem Sterntagebuch vermerken. Fernab jeder Emotionalität beeindruckt den Vulkanier vor allem die kühle Sachlichkeit von Fakten. Diese überzeugten auch die Nasa, als sie sich nach den guten Erfahrungen mit dem Pathfinder erneut für Elektromotoren aus der Schweiz entschied. Mit ihrem extrem hohen Wirkungsgrad von 80 bis 90 Prozent übertreffen die Maxon-Motoren andere Bauarten bei weitem. Bei den Motoren handelt es sich grundsätzlich um Standardprodukte mit 20 und 25 Millimeter Durchmesser. Durch geringfügige Anpassungen wurden sie für die äußerst harten Bedingungen modifiziert. Die Apparaturen müssen die großen Temperaturunterschiede auf der Marsoberfläche von minus 120 bis plus 25 Grad Celsius, die Erschütterungen und die spezielle Atmosphäre aushalten. Eingesetzt werden die Motoren für den Antrieb der Roboterarme, für den Gesteinsbohrer, für den Steuerungsmechanismus und die Bedienung der Kameras sowie für die sechs High-Tech-Räder, die die etwa 180 Kilogramm schweren Fahrzeuge über die Marsoberfläche bewegen. Auf der Suche nach Wasser werden sie in neue galaktische Dimensionen vorstoßen.

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Ebenfalls in neue Dimensionen stößt der vierpolige Motor EC 45 von Maxon vor: weg vom typischen Schnell-Läufer, hin zu Motoren mit hohem Drehmoment. Der bürstenlose Kleinmotor mit quadratischem Querschnitt und 45 Millimeter Kantenlänge ist in der Industrieausführung etwa 100 Millimeter lang und liefert bei 5000 Umdrehungen in der Minute ein Dauerdrehmoment von circa 0,25 Newtonmetern. Alle Vorteile bürstenloser Gleichstrommotoren mit Luftspaltwicklung gelten auch für die neue vierpolige Ausführung: Dank dem nutenlosen Stator fehlt jegliches Rastmoment und daraus resultieren günstige Regeleigenschaften, besonders beim Positionierbetrieb. Im oberen Drehzahlbereich ergibt sich eine größere Laufruhe aufgrund der geringeren mechanischen Schwingungen. Die das Leistungsvermögen eines Motors charakterisierende Steigung der Motorenkennlinie beträgt 1,5 je Minute und Newtonmeter. Sie ist somit viermal besser als bei der vergleichbaren zweipoligen Ausführung. Die Lagemeldung für die elektronische Kommutierung des Motors erfolgt über einen speziellen Encoder mit Kommutierungsspur. Zusammen mit dem digitalen Vierquadranten-Servoverstärker DES ergibt sich eine hochdynamische Antriebseinheit.

Ein Wermutstropfen bleib allerdings: Maxon-Motoren sind nur in unserem Sonnensystem erhältlich. Gunthart Mau

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