Powerelemente im Bereich Antriebstechnik

Powerelemente im Bereich Antriebstechnik

Steckbare Kontaktierung auf engstem Raum

Powerelemente in den Motorantrieben von Keep Motion

Keep Motion entwickelte im Zuge einer Forschungsarbeit einen innovativen, integrierten und modularen Motorantrieb (IMMD) für einen leistungsstarken 48V/85kW Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) mit offener Wicklung. Für dieses anspruchsvolle Projekt wählte das Unternehmen Powerelemente von Würth Elektronik ICS, die sich durch ihre Kompaktheit und Leistungsfähigkeit auszeichneten.

Projektablauf und Komponentenwahl

In der Forschungsphase des Projekts setzte Keep Motion bei der Lösungsfindung auf Powerelemente aus dem Standardportfolio. Die Wahl fiel auf die beiden Produktgruppen PowerOne und LF PowerBasket:

  • PowerOne SMD Buchse
  • PowerOne Stift
  • PowerOne Press-Fit Stift
  • LF PowerBasket SMT

Diese Komponenten wurden aufgrund ihrer hervorragenden Eignung für beengte Platzverhältnisse ausgewählt.

Teaser-Bild eines Umrichters des Referenzkunden Keep Motion

Technische Umsetzung

Jede Motorspule wird von einem einphasigen Umrichter mit einer Stromstärke von bis zu 150 A versorgt. Die Umrichter wurden so kompakt gestaltet, dass sie direkt über einem Statorpol platziert werden können.

Stromversorgung und Anschluss

Aufgrund von Platzeinschränkungen entschied sich Keep Motion für eine liegende Verarbeitung der PowerOne SMD als Basiselemente. Diese unkonventionelle Anwendung wurde durch die hohe Präzision und Oberflächenqualität der Komponenten ermöglicht. Für die Serienfertigung ist eine kundenspezifische Lösung mit einem PowerOne SMD Artikel mit seitlicher Bohrung möglich, um noch genauer auf die vorhandenen Platzverhältnisse eingehen zu können.

Die PowerOne Stifte, die mit den gelöteten PowerOne SMD Buchsen verschraubt werden, erfüllen zwei wichtige Funktionen:

  • Sie versorgen den IMMD mit Strom.
  • Sie ermöglichen einen steckbaren Anschluss des Umrichters an die Motorrückwand und die 48-V-Sammelschiene.
Teaser-Bild der Powerelemente-Kombination für das Referenzprojekt mit Keep Motion

Board-to-Board-Anschluss auf der Gegenseite

Auf der gegenüberliegenden Seite kommen die LF PowerBaskets zum Einsatz. Diese werden direkt auf die Sammelschiene und die Motorrückwand gelötet, was eine zuverlässige und effiziente Verbindung gewährleistet. Die Positionstoleranz des LF PowerBaskets von bis zu 0,6 mm wurde bei dieser Anwendung nicht ausgenutzt. Der LF PowerBasket wurde entgegen der ursprünglich konstruierten Steckrichtung eingesetzt, bei der Keep Motion die Federn nach oben angeordnet hat. Auch dies ist technisch möglich, jedoch entfällt der Vorteil der oben genannten Positionstoleranz beim Stecken mit dem Gegenstück.

Durch diese durchdachte Kombination verschiedener Powerelemente gelang es Keep Motion, einen hocheffizienten und kompakten Motorantrieb zu entwickeln, der den anspruchsvollen Anforderungen moderner Elektroantriebe gerecht wird.

Folgende Powerelemente setzt Keep Motion in seinem Produkt ein

  • LF PowerBasket

    LF PowerBasket 3 mm zur Kontaktierung der Umrichter an die Sammelschiene.

  • PowerOne Stift

    PowerOne Stift in kundenspezifischer Ausführung als Gegenstecker für LF PowerBasket zur Kontaktierung der Umrichter an die Sammelschiene.

  • PowerOne SMD Buchse

    PowerOne SMD Buchse zur Stromversorgung des IMMDs sowie zur Kontaktierung von LF PowerBaskets und PowerOne Stiften mit der Leiterplatte.

  • PowerOne Press-fit Buchse

    PowerOne Press-Fit Buchse für die Einspeisung des Stroms.

Ausschlaggebend für die Entscheidung, die Powerelemente von Würth Elektronik ICS einzusetzen, waren

  • Kompakte und steckbare Lösung für sehr eingeschränkten Einbauraum
  • Kundenspezifische Entwicklung des PowerOne Stiftes, passend zur PowerOne Buchse und dem LF PowerBasket
Produktcollage von Powerelementen auf weißem Hintergrund
Powerelemente
PowerBusbars
PowerSockets
alle Produkte

(LF) PowerOne

Ideal für vielseitige & individualisierbare Anwendungen.

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(LF) PowerTwo

Ideal für Durchschraubverbinder für hohe Anschraubkräfte bei IGBT-Modulen.

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PowerLamella

Ideal für Verbindungen mit Radsok Steckverbindern; Hohe Kontaktüberdeckung der Lammellenkontakte.

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PowerRadSok

Ideal für Verbindungen mit Lamella Steckverbindern; Hohe Kontaktüberdeckung der Lammellenkontakte.

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PowerFlex

Ideal für die Kombination von Schraub- und Faston Flachsteckverbindern und geringe Gewichtsanforderungen.

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LF PowerPlus

Ideal für erhöhte Drehmomentanforderungen (ab 4 Nm), geringe Gewichtsanforderungen und automatisierte Verarbeitungen.

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LF PowerBasket

Ideal für mehrere Steckzyklen mit geringen Steckkräften, hohe Positionstoleranzen und geringe Gewichtsanforderungen.

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PowerCover

Ideal für den Schutz von Powerelementen (Dreh- und Berührungsschutz)

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