4 Elektrisch gesteuerte Bewegungen (S. 71-74)

Alles, was sich bei denMaschinen und Vorrichtungen moderner automatischer Industrieanlagen bewegt, wird – bis auf sehr seltene Ausnahmen – elektrisch gesteuert. Die dafür erforderlichen elektrischen Steuerungen bestehen meist nur aus dem einfachen Ein- und Ausschalten einer fest vorgegebenen Spannung, die jeweils zum richtigen Moment dem richtigen Anschluss zugeführt wird. Auch die aufwendigste Computersteuerung erledigt oft nur ähnliche Schaltvorgänge wie ein einfacher manueller Schalter, der z. B. nach Abb. 4.1a die Versorgungsspannung (aus einer Batterie) zu einem Elektromotor schaltet.

Auf eine ähnliche Weise funktioniert auch jede automatische Steuerung einer Industrieanlage oder eines „intelligent gesteuerten\ Handhabungsgerätes. Die Stromversorgung zu einem Elektromotor wird hier allerdings nicht manuell, sondern von einemComputer oder von einemelektronischen Baustein geschaltet. In diesemFall dürfteman einfachheitshalber so einen Computer (bzw. ähnlich funktionierenden elektronischen Baustein) mit dem Finger des Menschen vergleichen, der bei dem Beispiel in Abb. 4.1a den mechanischen Schalter betätigt. Der Finger selber kann offensichtlich keine „brauchbare\ elektrische Energie an den Motor liefern, sondern wendet seine Energie nur zur Betätigung des Schalters an.

Dieselbe Aufgabe übernehmen beim automatischen Schalten die „feinen\ elektronischen Steuerbausteine oder Steuergeräte (z. B. Computer, Ringzähler u. ä.) die – wie bereits an anderen Stellen erklärt wurde – nur sehr niedrige Leistungen aufbringen können. Das reicht zwar, um z. B. einen schwachen elektronischen Impuls als Befehl aufzubringen, aber für das eigentliche Zuschalten einer höheren Leistung sind zusätzliche „kräftigere Handlanger\erforderlich, die diese Aufgabe übernehmen. Einige Beispiele wurden zwar schon im vorhergehenden Kapitel aufgeführt, aber nicht ausreichend erklärt – was nun erfolgen wird. Die meisten Bewegungen werden in der Automation durch Elektromotoren ausgelöst bzw. aufrechterhalten. Ein kleinerer Teil der Bewegungen wirdmittels diverser elektromagnetischer Aktoren direkt bewerkstelligt oder erfolgt mittels pneumatischer und hydraulischer Zylinder, die elektromagnetisch betätigt werden.

4.1 Wechselstrom-Motoren

Wechselstrom-Motoren werden wahlweise als Einphasen- oder als Dreiphasen- Motoren (Drehstrom-Motoren) hergestellt. Einphasen-Motoren sind üblicherweise für Wechselspannungen ausgelegt, die typenbezogen zwischen ca. 3 Volt ` und 230 Volt ` liegen. Ein Teil dieserMotoren ist für zwei Drehrichtungen ausgelegt, viele der Einphasen-Wechselstrom- Motoren können jedoch nur in einer Drehrichtung betrieben werden. Die meisten dieser Einphasen-Motoren, die in zwei Drehrichtungen betrieben werden können, sind als Kondensator-Motoren ausgeführt. Ihre Drehrichtung kann nach Abb. 4.4 durch ein einfaches Umschalten der einen Spannungszuleitung (an den einen oder an den anderen Pol des Motorkondensators) geändert werden – insofern der Hersteller nicht ein aufwendigeres Umschalten vorschreibt.