Was Ist Ein Servo-Motoren?
Servomotor ist ein Oberbegriff für einen Motor, der einen eingebauten Geber hat, aber seine Verstellung frei bestimmen kann. Das Wort Servo leitet sich von Servant (Sklave) ab und bedeutet, dass er wie vorgegeben arbeitet. Sie werden häufig in Robotern und Bearbeitungsmaschinen eingesetzt.
Verwendungszwecke von Servomotoren
Servomotoren sind im Haushalt fast nie anzutreffen, aber in der Industrie werden sie häufig eingesetzt.
Ein Beispiel sind Montageroboter in Automobilwerken. Mit Hilfe von Servomotoren lassen sich zahlreiche Teile schnell und präzise zusammenbauen.
Auch beim Lackieren und Schweißen in Automobilwerken werden Roboter mit Servomotoren eingesetzt. Je nach Programm können sie dieselben Bewegungen genau und schnell reproduzieren.
Industrielle Präzisionsgeräte wie Halbleiterfertigungsanlagen und medizinische Geräte erfordern ebenfalls ein hohes Maß an Wiederholbarkeit und Genauigkeit. Viele große und kleine Servomotoren werden in Produktionsanlagen eingesetzt.
Das Prinzip Der Servomotoren
Permanentmagnet-Synchronmotoren sind die heute am häufigsten verwendeten kleinen AC-Servomotoren. Synchronmotoren bestehen aus einem Rotor, einem Stator, Lagern und einem Gehäuse.
Der Rotor eines Permanentmagnet-Synchronmotors ist mit einem Permanentmagneten bestückt, der von einer Statorwicklung kreisförmig umschlossen ist. Drähte, die von außen mit den Statorwicklungen verbunden sind, leiten Wechselstrom durch sie hindurch.
Die vom Strom durchflossenen Statorwicklungen werden zu Elektromagneten. Da der Wechselstrom mit der Frequenz die Phase wechselt, ändern die Elektromagneten mit der Zeit auch ihre Polarität.
Der Rotor hingegen dreht sich entsprechend der Phasenänderung des Stators, da die Polarität des Dauermagneten fest ist. Dies ist das Prinzip des Rotationsbetriebs von Servomotoren.
Die meisten Servomotoren sind klein und haben eine geringe Leistung. Manchmal werden jedoch auch Induktionsmotoren für Servomotoren mit großer Leistung verwendet.
Das Hauptmerkmal von Servomotoren ist, dass sie mit einem Encoder ausgestattet sind. Der Geber ermöglicht die Rückmeldung der Motorbewegung an die Steuereinrichtung.
Servomotoren werden von einem speziellen Steuergerät angetrieben. Das Steuergerät liest das Encodersignal und kann die Anzahl der Umdrehungen, die Geschwindigkeit usw. steuern.
Spezielle Steuergeräte für Servomotoren werden als Servo-Treiber oder Servo-Verstärker bezeichnet und von den Motorherstellern verkauft.
Weitere Informationen üBer Servomotoren
1. Unterschiede Zwischen Servomotoren UND Schrittmotoren
Schrittmotoren können den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit leicht und genau mit Impulssignalen steuern, da der Betrag der Drehung durch einen Impuls bestimmt wird. Sie haben eine einfache und kostengünstige Struktur, können aber bei plötzlichen Belastungen aus dem Gleichlauf geraten und haben ein geringes Drehmoment und einen hohen Geräuschpegel bei hohen Drehzahlen.
Servomotoren hingegen verwenden Sensoren zur Erfassung der Drehbewegung und senden Rückmeldesignale an den Fahrer. Das Steuersignal wird mit dem Rückkopplungssignal verglichen und der Ausgang so eingestellt, dass keine Differenz entsteht, was eine Feinsteuerung ermöglicht.
Sie drehen sich gleichmäßiger als Schrittmotoren und sind auch bei hohem Drehmoment, hoher Drehzahl und plötzlichen Belastungen stabil. Andererseits sind die Motoren und Treiber komplex und teuer, und es gibt eine Verzögerung in Bezug auf Leistungsänderungen, da sie durch Vergleich mit dem Rückkopplungssignal gesteuert werden. Servomotoren werden eingesetzt, wenn häufiges Anfahren und Anhalten oder eine Feinsteuerung erforderlich ist, z. B. bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten oder beim Reversieren.
2 Drehmoment Des Servomotors
Das Drehmoment eines Servomotors wird unterteilt in das Nenndrehmoment und das momentane maximale Drehmoment. Das Nenndrehmoment ist das Drehmoment, das bei Nennleistung und Nenndrehzahl des Motors abgegeben wird. Im Normalbetrieb wird der Motor mit diesem Drehmoment oder darunter betrieben.
Das maximale Momentan-Drehmoment ist das maximale Drehmoment, das in einem kurzen Zeitraum abgegeben werden kann, wodurch die für die Beschleunigung und Abbremsung erforderliche Zeit verkürzt wird. Es kann ein drei- bis fünfmal höheres Drehmoment als das Nenndrehmoment erzeugen, aber die fortgesetzte Verwendung des Motors mit dem momentanen maximalen Drehmoment verkürzt seine Lebensdauer.
Motoren halten länger, wenn sie im Normalbetrieb mit ihrem Nenndrehmoment oder darunter betrieben werden. Bei der Auswahl eines Servomotors müssen das Lastmoment und das Trägheitsmoment der Maschine sowie das Steuerungsmuster der Maschine berücksichtigt werden, um die erforderliche Motordrehzahl und das Drehmoment zu ermitteln.
3. Wie Man Servomotoren Einsetzt
Servomotoren werden durch den Anschluss einer programmierbaren Steuerung, eines Servoverstärkers und eines Servotreibers verwendet.
Servomotoren, die im Elektronikbau verwendet werden, z. B. in Robotern und Steuerungen, werden über eine Mikrocontrollerplatine und Batterien betrieben. Es sind einige Bibliotheken für Servomotoren verfügbar, so dass sie durch einfaches Schreiben von Code betrieben werden können.