Elektrificatie, duurzaamheid en slimme technologieën zullen leiden tot proactieve en datagedreven systemen. | Foto: Lenze
Aandrijftechnieken worden doorlopend technische verbeterd. Het grootste deel van die innovaties is generiek en geldt voor alle typen aandrijving, maar sommige innovaties zijn aandrijving-specifiek.
Veel brede trends in de industrie vertalen zich ook naar de ontwikkeling van aandrijftechnieken. Denk hierbij aan automatisering, duurzaamheid, energiebesparing enzovoorts.
Generieke ontwikkelingen
Bij aandrijftechnieken houden de ontwikkelingen grotendeels gelijke tred, dit vanwege hun gemeenschappelijk doel: het optimaal laten functioneren van machines, apparatuur en het aansturen van complexe industriële processen.
• Digitalisering en automatisering
Industrie 4.0 en IoT stimuleren de inzet van sensoren en communicatieprotocollen om respectievelijk gegevens te verzamelen en de aandrijfsystemen te monitoren en optimaliseren.
• Duurzaamheid
Het gebruik van compacte en lichtere materialen en moderne aandrijfsystemen als frequentiegeregelde motoren en Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) verhogen de duurzaamheid.
• Energiebesparing
Er kan op diverse manieren energie bespaard worden. Dit varieert van het gebruik van geavanceerde motoren en frequentieregelaars tot optimale transmissie, regeneratieve remming en geavanceerde besturing.
• Precisie en regulatiemogelijkheden
Hierbij wordt ingezet op geavanceerde regeltechnieken en digitale besturing, cruciaal daar waar positionering, snelheid en krachtopbouw van belang zijn.
Het gebruik van frequentiegeregelde motoren verhoogt de duurzaamheid. | foto:Lenze
Specifieke ontwikkelingen
Naast de industriebrede ontwikkelingen zijn er uiteraard ook innovaties die niet-generiek zijn, maar alleen van toepassing op een specifiek type aandrijving. Hieronder volgen per aandrijftechniek enkele voorbeelden.
1. Directe aandrijving
Hierbij is de aandacht vooral gericht op het elimineren van mechanische transmissies en verbetering van motorprestaties zelf. Voorbeelden daarvan zijn een hogere koppel-dichtheid (Torque Density), de integratie van frequentieregelaars en vermogenselektronica, en verbetering van de koeltechnieken.
2. Elektrische aandrijving
Innovaties zijn onder meer verbetering op het gebied van de vermogenselektronica en het regeneratief remmen, draadloze stroomoverdracht (Wireless Power Transfer), het gebruik van hoogspannings- en Permanentmagneetmotoren (PMSM) en de integratie van batterijtechnologie en duurzame energiebronnen, bijvoorbeeld zonnepanelen.
3. Hydraulische aandrijving
Bij regeneratieve hydrauliek is er sprake van hergebruik van vloeistofstromen. Ook waterhydrauliek – dat water gebruikt als medium in plaats van olie – staat in de belangstelling (minder vervuilingsrisico’s), mede mogelijk gemaakt doordat steeds meer materialen corrosiebestendig zijn.
Een permanente magneet synchrone motoren (PMSM, links) en een inductiemotor. | foto:Rotero
4. Mechanische aandrijving
Aangezien slijtage hier een groot probleem is, ligt de focus op het terugdringing daarvan. Onderwerp van onderzoek zijn onder meer hoogwaardige legeringen, composietmaterialen en wrijvingsarme coatings, onderhoudsvrije aandrijvingen – zelfsmerende lagers, droge smeermiddelen – en trillingsdemping. (40)
5. Pneumatische aandrijving
In opkomst hierbij is de miniatuur-pneumatiek. Doordat de componenten klein en compact zijn, kan deze techniek worden gebruikt voor precisie-aansturing (robotica). Ook olievrije systemen en schone persluchttechnologie staan hoog op het lijstje met aandachtspunten.
6. Hybride aandrijvingen
Hybride aandrijfsystemen combineren meerdere aandrijftechnieken; doorgaans zijn dat een elektrische en een verbrandingsmotor. Volop in ontwikkeling zijn elektrohydraulische systemen (ElectroHydraulic Actuator − EHA) en elektropneumatische systemen (ElectroPneumatic Actuation Systems − EPAS).
