ESCON2: Was macht sie so besonders?

ESCON2 und es läuft rund

Die neue ESCON2-Baureihe von maxon Servokontrollern mit CANopen und I/O-Kommandierung erreicht mit einem innovativen Verfahren zur Hallsensor-basierenden Drehzahlregelung und FOC-Kommutierung ein neues Level an Laufruhe, Dynamik und Präzision von Maschinen und Geräten.

ESCON2 - Eine Produktlinie für viele Anwendungsfälle

Die ESCON2 Plattform bietet Drehzahl-, sowie Strom-/Drehmomentregelung kombiniert mit hochintegrierten leistungsstarken Endstufen und bildet damit die perfekte Kombination mit BLDC- und DC-Motoren für Anwendungen in Industrie, Robotik, Medizin- und Analysetechnik.

Von der kleinsten «ESCON2 Nano 24/2» (23x16mm, 2.5g) bis zur leistungsstarken «ESCON2 Compact 60/30» (bis 60V / 30A) bietet das ESCON2 Produktspektrum die jeweils passende Lösung als «Plug-in»-Modul für kundenseitige Elektronikboards und ermöglicht mit den anschlussfertigen «Compact»-Bauformen oder im Gehäuse die schnelle Integration im Geräte- und Maschinenbau.

Die flexible Kommandierung und Überwachung der ESCON2 erlaubt sowohl die Verwendung simpler, vorkonfigurierter I/O-Funktionen als auch die Einbindung in CANopen Systeme basierend auf dem CiA402 „Device Profile for Drives and Motion Control“.

Performante Regler
und hohe Leistungsdichte in kompaktester Bauform

Bei der ESCON2 gilt „Maximale Leistung bei minimaler Grösse“. Feedbacks von maxon-Kunden bestätigen diesen Ansatz:

„Trotz des kleinen Volumens sind die ESCON2-Servokontroller sehr leistungsfähig und erreichen die spezifizierten Motorströme, beziehungsweise Drehmomente und Drehzahlen auch im Dauerbetrieb bei hoher Energieeffizienz“.

10 kHz Drehzahlreglertakt, 50 kHz Stromreglertakt, feldorientierte Regelung (FOC = Field Oriented Control) in Kombination mit modernsten Regleralgorithmen und überlastfähigen Leistungsendstufen erlauben es Antriebseinheiten hohen Beschleunigungen und präzisen Bewegungsprofilen zu folgen. Dies bedeutet für Maschinen und Geräte schnellere Zyklen und einen gesteigerten Durchsatz bei hoher Qualität und Masshaltigkeit produzierter Güter.

Perfekte Kommutierung und Laufruhe auch ohne Encoder

Die feldorientierte Regelung erzeugt sinusförmige Motorströme über den gesamten Drehzahlbereich bis zu 120’000 U/Min. Selbst bei EC-Motoren nur mit Hallsensoren (ohne Encoder) erlaubt ein neues, von maxon zum Patent angemeldetes Verfahren eine viel präzisere Drehzahlmessung als bisher möglich. Hallsensoren bieten prinzipbedingt nur eine geringe Auflösung pro Rotorumdrehung und die Schaltflanken sind aufgrund üblicher Fertigungstoleranzen nicht 100% perfekt über eine Motorwellenumdrehung verteilt. Das maxon Verfahren, welches bei der ESCON2 erstmalig zum Einsatz kommt, analysiert während den ersten Motorumdrehungen die Schaltflankenverteilung der Hallsensoren und generiert daraus eine virtuelle, präzise Sensorinformation. Bereits ab einer Drehzahl von wenigen hundert U/min ist die Drehzahlstabilität und Laufruhe des Motors auf dem Niveau von Systemen mit Encoder-Feedback.

Die Hallsensor-basierende Drehzahlregelung der ESCON2 bietet eine bessere Laufruhe und weniger Motorstrom-Oszillationen entlang dem Sollwert als die meisten Vergleichssysteme. Ein möglicher Verzicht auf den Encoder bedeutet eine Kosteneinsparung und Reduktion des Verdrahtungsaufwandes.

Offene Schnittstellen für Kommandierung und Datenaustausch

ESCON2 bietet analoge und digitale Ein-/Ausgänge und Bus-Schnittstellen wie USB, serielle Schnittstelle / RS232 und CAN (CiA402) zur Konfiguration, präzisen Kommandierung und Zugriff auf Daten für die Prozessüberwachung, IoT und Predictive Maintenance.

Basierend auf dem CiA402 CANopen Device Profile werden „PVM – Profile Velocity Mode“, „CSV – Cyclic Synchronous Velocity“ und „CST – Cyclic Synchronous Torque“ Mode unterstützt. Zusätzlich stehen mit „IOVM - I/O Velocity Mode“ und „IOCM - I/O Current Mode“ zwei maxon-spezifische Betriebsarten zur Verfügung, welche die Ansteuerung über analoge und digitale Ein-/Ausgänge mit dem performanten Datenaustausch und Prozessfeedback via Feldbus kombinieren. Dies garantiert maximale Flexibilität, Kompatibilität und Skalierbarkeit für den Einsatz in einfachen Geräten mit analoger Ansteuerung bis zu voll-digitalen Systemen basierend auf CANopen. Ein Systemintegrator fasste es so zusammen:

„Das von der ESCON2 genutzte standardisierte CiA402 CANopen Device Profile reduziert Integrations- und Entwicklungsaufwand und das Risiko der Inkompatibilität beim Einsatz von gemischten Systemkomponenten.“

Updates und anwendungsspezifische Erweiterungen

Anwenderfeedbacks und Anfragen zu Funktionserweiterungen werden von maxon gesammelt und priorisiert. Die ESCON2 Funktionalität wird über regelmässige Updates kostenfrei erweitert. Für Serienkunden bietet maxon die Entwicklung von kosten- und funktionsoptimierten Individuallösungen an.

Mit «Motion Studio» rasch und sorglos zum Ziel

Die erfolgreiche Inbetriebnahme von neuen Antrieben ist nach nur wenigen Eingaben und Klicks in maxon’s „Motion Studio“ Software und dem „Startup Wizard“ und automatischem „Regulation Tuning“ abgeschlossen. Die erstellte Systemkonfiguration kann abgespeichert und auf weitere ESCON2 Steuerungen übertragen werden.

ESCON2 - Kurz und bündig

• Drehzahl- und Strom-/Drehmomentregelung.
• FOC-Kommutierung bis zu 120'000 U/Min (1-Polpaar BLDC).
• Neues maxon Verfahren (Patent pending) für hohe Drehzahlkonstanz und Laufruhe von BLDC-Motoren mit Hallsensoren auch ohne Encoder.
• Kommandierung und Überwachung über I/O, USB, serielle Schnittstelle oder CANopen (CiA402).
• Einfachste Inbetriebnahme durch intuitives GUI und automatisches „Regulation Tuning“.
• Umfangreiches Produktspektrum bezüglich Bauformen und Abgabeleistung.
• Kundenspezifische Funktionserweiterungen und Hardware-Designs für OEMs.

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