„Meilensteine der Industrie“ – MM würdigt Spitzeninnovationen

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Höhere Energieeffizienz in elektrischen Antrieben trieb auch die Ingenieure von ABB um – durch Drehzahlregelung. Ohne die Leistungselektronik wäre das nicht möglich gewesen. Deren „Geburtsstunde“ war die Entwicklung des Quecksilberdampfventils 1902. Ein Joint Venture zwischen Hartmann & Braun und BBC übernahm 1913 Forschung und Entwicklung, während BBC selbst die Gleichrichter produzierte. Die Bedeutung des Quecksilberdampfventils war groß, denn mit diesen Ventilen ließen sich sowohl Gleichrichter- als auch Umrichterfunktionen realisieren.

Drehmomentregelung verändert Hochleistungsantriebe

Die Quecksilberdampfventile produzierte BBC bis Mitte der 1960er-Jahre, weil sie dann von einer weiteren Revolution in der Leistungselektronik abgelöst wurden: den Halbleitern. Den ersten Halbleiter, eine Germaniumdiode, entwickelte das Unternehmen 1954. Ohne diese Entwicklungen würde es keinen Umrichter geben. Die Einführung von Thyristoren machte die Zwangskommutierung mit Wechselrichtern und die Entwicklung von Antrieben mit einer Drehzahlregelung über die Frequenz möglich.

Das bis heute eingesetzte und meistverbreitete Verfahren zum Erzeugen einer Dreiphasenspannung mit entsprechender Frequenz, die Pulsweitenmodulation (PWM), präsentierte BBC 1964. Bis diese Technik allerdings marktreif war, dauerte es: Erst 1973 lieferte man die ersten Frequenzumrichter mit diesem Verfahren aus. Damit war es nun möglich, Drehzahl und Drehmoment von Drehstrommotoren zu regeln.

Bei der gängigen Pulsweitenmodulation ist jedoch eine Modulation der an den Motor angelegten Spannung erforderlich und diese verlängert die Signalverarbeitungszeit. Hier konnte der BBC-Nachfolger ABB ansetzen und 1995 mit der direkten Drehmomentregelung (DTC) eine neue Technik zur Motorenregelung präsentieren, die die Hochleistungsantriebe bis heute verändert hat.

Der Vorteil: Das Verfahren benötigt keinen Modulator, sodass sich bis zu zehnmal schnellere Reaktionszeiten als mit herkömmlichen Regelungsverfahren erzielen lassen. Damit ist eine äußerst schnelle Reaktion auf Lastveränderungen an der Motorwelle sowie auf Veränderungen der Drehmoment- oder Drehzahl-Sollwerte möglich. Solche drehzahlgeregelten Antriebe werden immer kostengünstiger und sind deshalb eine wirtschaftliche Alternative zu mechanischen Methoden der Drehzahlregelung. Sie bilden die Basis für moderne, energieeffiziente Antriebe in der Industrie.

Mit Standards und Intelligenzzum modernen Robotergreifer

Ohne moderne Antriebe keine Automation. Auch auf den standardisierten Industriegreifer PPG, mit dem Schunk 1983 die Fachwelt beglückte, hätte man wohl bis zum Sankt-Nimmerleinstag warten müssen. Das Kapital von Firmengründer Friedrich Schunk war seine Gabe, für unterschiedlichste Probleme die passende Lösung zu finden. So entwickelte er beispielsweise eine Lampenschirm-Lochmaschine und Bremstrommeln für den NSU Prinz 4. Bis das Unternehmen mit standardisierter Greifertechnik Maßstäbe setzen wird, sollten aber noch einige Jahr ins Schwabenland gehen. Davor stand der Aufbau des Spanntechnikbereichs, mit dem sich Schunk eine Spitzenposition erarbeiten konnte.

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