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Auswahl des richtigen Servoantriebs

10 Dez 2020
Kollmorgen Experten

Ein Servoantrieb sollte passend zu dem spezifischen Servomotor, der für die Anwendung vorgesehen ist, ausgewählt werden. Die Bewegungsanforderungen des angetriebenen Mechanismus bestimmen die Spannungs- und Stromanforderungen des Servomotors – die Schlüsselinformationen, die zur Auswahl eines Servoantriebs benötigt werden. Auf dem Motorspezifikationsblatt sind der Spitzen- und Dauerstrombedarf sowie die Nennspannung des Motors angegeben. Da bei vielen Servomotoren das Verhältnis zwischen Spitzen- und Dauerleistung bei 5:1 liegt, ist eine sorgfältige Berücksichtigung der Anforderungen an das Spitzendrehmoment der Anwendung wichtig.

Nachdem der Spannungs- und Strombedarf des Motors ermittelt wurde, kann ein Antrieb ausgewählt werden, da ein Servoantrieb auf der Grundlage seiner Spannungs- und Stromfähigkeit bemessen wird. Bei einem bürstenlosen Gleichstrom-Servoantrieb bestimmt die Eingangsspannung die Betriebsgleichstrom-Busspannung zur Versorgung des Motors. Die Antriebsspezifikation besteht aus einer Eingangsspannung sowie aus Dauer- und Spitzenstrom-Nennwerten. Es ist zu beachten, dass die meisten heute auf dem Markt erhältlichen Servoantriebe einen 2- oder 3-fachen Spitzen- bis Dauerstromwert aufweisen, wobei der Spitzenstrom für kurze Bursts von weniger als einigen Sekunden zur Verfügung steht.

Beispiel 1

Anwendungsanforderungen führten zur Auswahl eines Motors mit einer Nennspannung von 240 VAC, einem Dauerstrombedarf von 3 Ampere und für die Beschleunigung mit einem Spitzenstrom von 5 Ampere. Der geeignete Antrieb für diese Anwendung wäre ein Antrieb mit einer Nennspannung von 240 VAC bei einer Dauerleistung von 3 Ampere. Ein 3 Ampere-Antrieb wird wahrscheinlich einen Spitzenstrom von 6 oder 9 Ampere aufweisen – deutlich im Rahmen der Anforderungen für die Anwendung.

Während die Anpassung der Motorspannung zur Stromanforderung sicherstellt, dass der Antrieb über eine ausreichende Betriebsleistung verfügt, helfen verschiedene andere Überlegungen, wie Bewegungsanforderungen, Feedbackoptionen und verfügbare Kommunikationsprotokolle dabei, den für die Anwendung geeigneten Servoantrieb genau zu bestimmen. Ob der Motor in einer Drehmoment-, Geschwindigkeits- oder Positionsschleife arbeitet, bestimmt die Komplexität des gewählten Servoantriebs. Rückführungsoptionen sind wichtig, da ein Motor ein spezifisches Rückführungselement enthalten kann, das der Akzeptanzfähigkeit des Antriebs entsprechen muss. Letztendlich muss ein Servoantrieb, der in ein ausgedehntes Automatisierungssystem eingebunden ist, eventuell über ein bestimmtes Netzwerk oder einen Feldbus kommunizieren.

Beispiel 2

Ein Motor benötigt 240 VAC, 8 Ampere Spitze für 1,5 Sek. und eine kontinuierliche Nennleistung von 2 Ampere. Für diese Anwendung wäre ein Antrieb mit mehr als 8 Ampere erforderlich, um die Spitzenanforderungen zu erfüllen. Während für den Dauerbetrieb nur 2 Ampere benötigt werden, wäre ein 3 Ampere Dauerbetrieb mit einer Spitzenleistung von 9 Ampere erforderlich. Bei einem Verstärker mit einem Nenndauerstrom oberhalb der Motor-Nennleistung wird eine Temperaturüberwachung empfohlen, um eine unbeabsichtigte Überhitzung des Motors zu verhindern.

Die Auswahl eines Servoantriebs erfordert ein ausgeprägtes Verständnis von Motionssteuerungssystemen und den verschiedenen Faktoren, die deren Leistung beeinflussen. Ein Experte auf dem Gebiet der Motionssteuerung verfügt über das erforderliche Fachwissen, um den komplexen Auswahlprozess zu meistern. Darüber hinaus ist es eine gute Praxis, den Antrieb und den Servomotor vom gleichen Hersteller zu kaufen, da ihre Leistungsdaten so optimiert sind, dass sie als System effizient arbeiten.

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Dieses Blogthema wurde in Zusammenarbeit von Motion- und Automationsexperten bei Kollmorgen erstellt, darunter Ingenieure, Customer Service - Mitarbeiter und Applikateure. Gerne helfen wir auch bei Ihrem Projekt.

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