Servomotoren
Dec 24
Servomotoren sind spezielle Elektromotoren mit der Möglichkeit, die Winkelposition der Motorwelle, die Drehgeschwindigkeit und die Beschleunigung zu kontrollieren. Der Aufbau besteht grundsätzlich aus einem Elektromotor und einem Sensor für die Positionsbestimmung. Funktionsweise der Servomotoren Der Sensor ermittelt die Drehposition der Motorwelle. Diese übermittelt er kontinuierlich an die Regelelektronik, die meistens außerhalb des Motors positioniert ist. Es handelt sich hierbei um einen sogenannten Servoregler, der in einem Regelkreis die Bewegung des Servomotors regelt. Hierzu werden ein oder mehrere einstellbare Sollwerte verwendet. Dabei kann es sich beispielsweise um die Solldrehzahl, die Beschleunigung oder die Soll-Winkelposition der Welle handeln. Es gibt andere Motorvarianten, bei denen ebenso die gezielte Regelung solcher Parameter möglich ist, nämlich vorrangig den elektrischen Schrittmotor. Bei diesem gibt es aber keine Sensorik und keinen Regelkreis. Gerade bei hohen Lasten erweist sich das gegenüber einem Servomotor als sehr nachteilig. Servoantriebe Die Kombination von Servomotor und -regler ist der Servoantrieb. Deren Betrieb erfolgt im geschlossenen Regelkreis. Er kann auf den Parametern Momentum (Beschleunigung), Geschwindigkeit oder Position basieren. Diese Parameter lassen sich per Schachtelung von Regelkreisen kombinieren. Auf diese Weise kann ein Servomotor an verschiedenste Anwendungen angepasst werden. Der Servoantrieb ermöglicht eine sehr hohe Dynamik, flexible Stellbereiche und sehr genaue Bewegungen. Im produzierenden Gewerbe werden die Maschinen häufig mit Servoantrieben ausgestattet (unter anderem nahezu sämtliche Werkzeugmaschinen), auch Maschinen in Automatisierungslösungen wie Verpackungsmaschinen und Industrieroboter benötigen Servoantriebe. Diese verkraften starke Drehzahl- und Drehmomentänderungen und können unter hoher Überlast und mit einem starken Haltemoment betrieben werden. Die Servo-Achsen bestehen aus den Hauptkomponenten des Servomotors, des Servo-Umrichters und des Servogetriebes. Diese Komponenten zusammen sind ein mechatronisches System. Begrifflichkeit des Servomotors Der Begriff Servomotor entstand, weil diese Motoren zunächst als Hilfsantriebe eingesetzt wurden. Das lateinische Wort servus bedeutet “Diener”. Der Unterschied zu anderen Begriffen für spezielle Motorarten (so Induktions- oder DC-Motor) besteht darin, dass “Servo” kein physikalisches Wirkungsprinzip, sondern nur die Art der Regelung kennzeichnet. Der Motor des Servoantriebes kann ein Gleichstrom-, ein Asynchron- oder ein Synchronmotor sein, mithin jede Art von Elektromotor. Der prinzipielle Unterschied zu anderen Motoren ist die Ansteuerung über den geschlossenen Regelkreis. Andere angesteuerte Elektromotoren wie der Schrittmotor oder die Stern-Dreieck-Schaltung für den Zuschaltbetrieb am Drehstromnetz verfügen nicht über diese Art von Regelkreis. Steuer- und Regelabläufe an Servomotoren Eine Messeinrichtung erfasst beim...
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