Wat hebben de winnende auto van de Formula Student Electric en een compact besturingssysteem gemeenschappelijk? Beide leveren hoge prestaties en leveren plezier op. Hoeveel vermogen men door ruimtewinst kan krijgen, wordt duidelijk bij de elektro racewagen van het Green Team van de Universität Stuttgart. De studenten hebben afgelopen jaar de ‘Formula Student Electric’ raceserie gedomineerd en de titel binnengehaald. Het innovatieve snelheidsmonster wordt aangedreven door twee industriemotoren met de daarbij behorende omvormers uit het huis AMK.
De EO711-1, zoals elektrische racewagen officieel heet, wordt aangedreven door twee permanent magneet synchrone motoren op basis van de Baldor DP7-serie. Dit motortype (hoogpolig, ingebedde magneten) levert het maximaal mogelijke draaimoment voor felle acceleratie vanuit stilstand. De vloeistofkoeling en de goede thermische koppeling van de wikkelingen aan deze effectieve koelmethode maken een grote continue belasting mogelijk. De AMK-motoren, die elk een achterwiel aandrijven, leveren een top vermogen van 47 kW.
Door de aandrijving van de achterwielen is het zogenaamde Torque Vectoring mogelijk, dat betekent dat het aandrijfmoment op elk achterwiel individueel kan worden verdeeld om een giermoment (een draaiende beweging op de verticale as) op te wekken. Dat levert niet alleen een verbetering op van de voertuigstabiliteit en -gevoeligheid maar ook een niet te onderschatten veiligheidsvoordeel. Bovendien maakt het de besturing bij een toenemende dwarsversnelling gemakkelijker.
Links werken studenten aan het samenbouwen van de elektrische aandrijving, rechts het resultaat vóór inbouw in de racewagen.
Aansturing
De omvormers uit AMK’s serie KW60 zijn aangesloten op de batterij van 600 V. De omvormers regelen de energiestroom tussen batterij en elektromotoren. De combinatie van motorcomponenten en motor levert het optimale elektrische aandrijfconcept en zorgt voor de beslissende seconden op het racecircuit. Het compacte concept van de vloeistof gekoelde omvormer was een goede basis voor de modificatie tot ‘racewagen geschikte’ variant.
Het nieuwe besturingssysteem Amkamac A5 heeft compacte afmetingen, maar levert door de intuïtieve programmeermogelijkheden en de all-in one Engineering Tool AipexPro plezier bij het dagelijks werk. In deze ontwikkelingsomgeving PRO zitten diverse engineering tools die nodig zijn voor de set-up van de machine: programmering, visualisering, instelling van parameters, in bedrijf nemen, optimaliseren en diagnose. AipexPro bespaart onder meer tijd voor de veldbusconfiguratie. De afstemming tussen het PLC-programma en de parameters van de aandrijving wordt automatisch geconfigureerd en biedt op deze manier de basis voor een snelle en eenvoudige inbedrijfstelling van een nieuwe installatie.
In het hart van het besturingssysteem werkt een Atom-processor die geen ventilator nodig heeft, wat energie bespaart. Door het ontbreken van bewegende dus storingsgevoeliger onderdelen is de besturing praktisch onderhoudsvrij. Met 512 Mb RAM en 2Gb flashgeheugen staat ruimschoots meer geheugen beschikbaar dan momenteel ook bij complexe automatisering nodig is.
Communicatie
De besturing beschikt over zowel EtherCAT als CAN voor de real-time veldbus en dat zonder beperking voor de deelnemers in de veldbus. Een optimaal gesynchroniseerde communicatie over verschillende bussen naar andere besturingen in het systeem maakt een modulair machineconcept mogelijk. Dankzij een synchronisatiepuls van minder dan 30 ns bieden de besturingen grote veiligheid voor de productie en installaties. Door het gesynchroniseerde netwerk kunnen extra delen van installaties in een systeem worden geïntegreerd of verwijderd, wat tegemoetkomt aan de tendens naar de modulaire installatiebouw.
