優れた特徴を誇る筐体

  • - The enclosure is the distinctive Feature -

Wassertropfen

特定顧客向けの開発が求められる環境では、信頼性の高いDCモータとコントローラがよい基盤となります。耐炎性ケースに収納されたモータとモーションコントローラで構成されるデバイスは、爆発の危険がある環境下でも作業の実行が可能です。開発上の傑作ともいえるこの製品技術は、あらゆる分野に応用できますが、中でも化学工学システムなどの重要分野において、その有用性が顕著傑作に値します。

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多くの優れたプロジェクトがそうであるように、有能なパートナーとの協力からすべてが始まりました。独フライブルクを拠点とするMattke社のメカトロニクスの専門家とFAULHABER社のドライブ技術エンジニアは良きチームを結成しました。また、FAULHABER社の優秀で強固な駆動技術が、クリエイティブなアイディアを生み出すひらめきを与えていることも重要といえるでしょう。Mattke社の専門スタッフの仕事は、ホールセンサとRS232インターフェースを備えたモーションコントローラを搭載するFAULHABER社のブラシレスモータを利用して、防爆システムを構築することでした。Mattke社が動作機構の分野にも非常に精通しているという事実は、2015年後半の創立50周年記念のスローガン「Mattkemoves」にも表れています。Mattke社とFAULHABER社による協業チームの開発目標は、マイクロアニュラーギアポンプ(mzr®ポンプ)に最適のドライブを作り上げることでした。ここで登場したのが、3番目のパートナー、独Schwerinを拠点とするポンプの専門企業HNP Mikrosysteme社です。顧客システム内でのポンプ利用において多数の成功事例があり、既にそのデザイン仕様は確立されていました。制御機能が搭載されたATEXモータが構築できれば、それまで満たすことのできなかった広範な顧客のニーズに対応できます。FAULHABER 社とMattke社との間で、早い段階で機能性とデザインの要件に関する議論が交わされ、その結果両者による技術的な実装が実現しました。開発の完了後、十分なテストを経たモータは、浄水処理施設や化学工業の応用分野において、不活性化した密閉型のマイクロアニュラーギアポンプの駆動源として使用されています。
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ATEXに準拠した耐炎性の筐体には、CANopenまたはRS232経由で制御可能なモーションコントローラが内蔵されています。
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ATEXおよびEX認定に準拠した筐体

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化学工学に応用されるシステムには、防爆対策の認定が必要

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  • モータとコントローラを担うパートナー

「ポンプ駆動で特筆すべきは、防爆筐体に納められたモーションコントローラ内蔵型モータが搭載されている点です」と、Mattke AG社のディレクターで、このプロジェクトの責任者であるWerner Böhringer氏は語っています。これまでDCモータは、マイクロアニュラーギアポンプと一緒に耐炎性ケースに納められていました。
今日では、統合が求められています。「設置スペースの削減、およびポンプの効率性と制御性の向上を図るため、HNP Mikrosysteme社では、パートナー企業であるFAULHABER社のブラシレスモータとモーションコントローラの両方に対して、マイクロアニュラーギアポンプを使用しています」と、Böhringer氏は述べています。
Mattke社のエンジニアが、これら両方のドライブに対し、耐炎性筐体を開発しました。「このような耐炎性筐体は、これまで市場に存在しませんでした」と、Böhringer氏は述べます。モーションコントローラとモータを一緒にカプセルに入れることで、サーボコントローラの繊細な電子部品に対する複雑な予防措置の手間を省くことができます。これに加え、爆発の危険性がある環境において、電子部品が外にある場合、長い電源供給ラインが原因で生じる信号損失を回避できます。
「すべてのコンポーネントを耐炎性筐体に統合できたのは、ポンプ製造業者とその顧客にとって大変画期的です」と、Werner Böhringer氏は述べ、ATEX認定なしでは、ポンプを利用するあらゆる環境においてその安全性を担保できないため、ATEX認定の必要性に言及しています。これは、優れた開発作業の成果であると言えます。「電子部品を筐体に収納することで、モータおよびサーボコントローラに対するATEX認定の難関をクリアできました。」

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  • エレクトロニクス機器の統合 – 論理的な開発手順

ポンプに求められる要件を確認すれば、この技術に対する需要の高さを理解できます。これは、マイクロアニュラーギアポンプが、低粘度から中粘度流体の高精度の送液を実現できるためです。これらのポンプには、低振動、微小デッドボリューム、低せん断圧力、長寿命、軽量でコンパクトなデザインと言った特長があげられます。マイクロアニュラーギアポンプは、爆発の危険性がある環境での用途に適していることから、HNP Mikrosysteme社では、サーボ制御モータがATEX認定に準拠していることを必須要件としています。Mattke社のソリューションには、FAULHABER社のブラシレスモータ3286…BX4が基盤として使用されています。ホールセンサ内蔵のブラシレスDCサーボモータ(BX4シリーズ)とMCBL 3003シリーズのモーションコントローラは、CANopenまたはRS232インターフェース経由で制御可能です。

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  • 水処理事業での利用

水処理を行う特定顧客向けプロジェクトにおいて、mzr-7259X2S Exポンプは、濃縮次亜塩素酸ナトリウム溶液(別名:漂白苛性アルカリ)を送液します。たとえば漂白苛性アルカリは、水処理プロセスにおいて選択的酸化剤または殺菌剤として作用します。
プロセスエンジニアリングの性能データとしては、HNP Mikrosysteme社の不活性化した密閉型マイクロアニュラーギアポンプシリーズは、ポンプ流量0.048 ml/min〜240 ml/min、差圧0〜10 bar(≒0~1MPa)を実現します。
HNP Mikrosysteme社のCarsten Damerau博士は、次のように解説しています。「このポンプの駆動源は、FAULHABER社のソリューションを基盤とするMattke社製モータ、EXR-32.24-MC3-L10です。ポンプとドライブの特性およびこれらの優れた相互作用により、たとえば浄水処理に必要とされる極めて厳しい給水事業での利用にも適応可能となります。」