Ein Servomotor ist ein Elektromotor, der zum Drehen oder Bewegen eines Objekts mit hoher Präzision verwendet wird. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Elektromotor, der sich bei Stromzufuhr einfach dreht, ist ein Servomotor darauf ausgelegt, Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung zu steuern. Dies geschieht durch Feedback, bei dem ein Sensor im Motor dem Steuerungssystem mitteilt, die Position der Motorwelle anzupassen, um eine präzise Positionierung zu erreichen.
Ein Servosystem besteht in der Regel aus:
- Dem Motor, der die Bewegung erzeugt.
- Einer Steuereinheit (Servoantrieb/Servoverstärker), die Befehle darüber gibt, wie sich der Motor bewegen soll.
- Einem Sensor (Encoder/Drehgeber), der die Position der Motorwelle zurückmeldet.
Einsatzgebiete für Servomotoren
Servomotoren werden dort eingesetzt, wo präzise Bewegung und Positionierung erforderlich sind. Häufige Anwendungen sind:
- CNC-Maschinen – für die Präzisionsbearbeitung.
- Automatisierung – in Produktionslinien, in denen präzise und sich wiederholende Bewegungen erforderlich sind.
- Industrieroboter – für die präzise Handhabung und Platzierung von Objekten.
- Medizinische Geräte – z. B. Operationsroboter und Scan-Geräte.
- Weitere Anwendungen – wie Drohnen, Kamerastabilisatoren und andere hochpräzise Systeme.
Wichtige Parameter zur Dimensionierung und Auswahl eines Servomotors
- Drehmoment: Die Leistung, die der Motor für den jeweiligen Betriebsfall erbringen muss.
- Drehzahl (U/min): Die für die jeweilige Anwendung benötigte Drehzahl. Nenndrehzahl oder Maximaldrehzahl.
- Genauigkeit (Präzision): Wie präzise der Servomotor ein Objekt positionieren oder eine definierte Geschwindigkeit halten kann.
- Physikalische Größe des Motors: Oft ist es für den jeweiligen Betriebsfall von Vorteil, wenn der Motor möglichst klein und leicht ist.
Was bedeuten AC und DC bei Servomotoren?
AC und DC sind unterschiedliche Arten von elektrischem Strom, die zum Antrieb von Servomotoren verwendet werden.
- AC = Wechselstrom (Alternating Current)
- DC = Gleichstrom (Direct Current)
Abhängig von der Stromart, mit der der Servomotor arbeitet, unterscheidet man zwischen AC-Servomotoren und DC-Servomotoren und ihre Funktionsweise ist etwas unterschiedlich.
AC-Servomotoren
Ein AC-Servomotor wird mit Wechselstrom betrieben. Diese Motoren werden aufgrund ihrer Langlebigkeit und ihrer Fähigkeit, bei höheren Belastungen effizient zu arbeiten, häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt. Sie sind bürstenlos, was bedeutet, dass sie weniger Verschleißteile und damit eine längere Lebensdauer haben und weniger Wartung erfordern.
Vorteile von AC-Servomotoren:
- Hohe Leistung: Kann höhere Lasten und Geschwindigkeiten bewältigen.
- Haltbarkeit: Weniger Wartung und längere Lebensdauer.
- Stabiler Betrieb: Geeignet für Dauerbetrieb und Anwendungen, die über einen längeren Zeitraum hohe Präzision erfordern.
Einsatzgebiete:
- Industriemaschinen
- Robotik
- CNC-Maschinen
Niederspannungsanwendungen
Ein AC-Servomotorsystem kann auch mit Gleichstrom betrieben werden. Für diese Anwendungen werden für Gleichstrom ausgelegte Servoantriebe verwendet, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, um den Motor anzutreiben.
Dies ist beispielsweise bei AGVs und anderen batteriebetriebenen Fahrzeugen üblich, bei denen kein Netzanschluss möglich ist.
Diese AC-Motoren haben dickere Wicklungen, um die höheren Ströme zu bewältigen, die bei der Steuerung durch einen Niederspannungs-Servoantrieb erzeugt werden. Sie werden manchmal, etwas fälschlicherweise, als DC-Servomotoren bezeichnet, obwohl es sich in Wirklichkeit um AC-Motoren handelt, die von einer Gleichspannungsquelle angetrieben werden.
DC-(Gleichstrom)-Servomotoren
Ein Gleichstrom-Servomotor wird mit Gleichstrom betrieben, wobei der Strom in eine Richtung fließt. Gleichstrom-Servomotoren sind häufig Bürstenmotoren, d. h. sie verwenden Kohlebürsten, um den Strom auf den Rotor zu übertragen. Dies macht sie einfacher und billiger, aber die Bürsten nutzen sich mit der Zeit ab und müssen gewartet werden.
Gleichstrom-Servomotoren sind eine alte Technologie, die in modernen Anwendungen selten zum Einsatz kommt.
Wie ist ein Servosystem aufgebaut?
(Bild von Motor, Servoantrieb und Kabeln (falls SPS) mit beschreibendem Text zu den Komponenten.)
- Servomotor
- Rückmeldung im Motor (Feedbacksensor)
- Servoantrieb
- Kabel
- SPS mit I/O
Warum sollten Sie sich für HDD als Servomotorlieferant entscheiden?
HDD stellt ultrakompakte Servomotoren her, d. h. sie liefern im Verhältnis zur Größe des Motors ein hohes Drehmoment. Unsere Servomotoren sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und können in alle Servosysteme auf dem Markt integriert werden. Wir sind es gewohnt, speziell angepasste Motoren in Kleinserien herzustellen.
Wir sind flexibel und bemühen uns, immer schnelle Antworten zu geben. Wir diskutieren gerne über komplexe Automatisierungsherausforderungen und können mit innovativen Ideen helfen.