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So wählen Sie einen Servomotor

06 Nov 2020
Kollmorgen Experten

Bei der Auswahl eines Servomotors für eine bestimmte Anwendung gibt es mehrere Aspekte zu beachten, wie beispielsweise die erforderliche Drehzahl, das Drehmoment oder die Kraft, das Bewegungsprofil, die verfügbare physikalische Größe und die Umgebungsfaktoren. Das bedeutet, dass die gewählte Motorlösung sowohl das Lastmoment als auch die Drehzahlanforderungen erfüllen, in das ausgewählte Gehäuse passen und unter den Umgebungsbedingungen der Anwendung die erforderliche Leistung erbringen muss.

Ein Servomotor ist Teil eines Gesamtmechanismus, der für die Bewegung einer Last sorgt – um sie zu bewegen, zu bearbeiten, anzuheben, zu untersuchen usw. Der Servomotor ist der Antrieb, der das erforderliche Drehmoment, die Kraft und die Drehzahl (erforderlicher Lastpunkt) liefert, um eine bestimmte Funktion auszuführen. Am schnellsten und zuverlässigsten lassen sich diese Anforderungen mit einer Motorauslegungstool ermitteln, das die von einem Motor benötigten Lastpunkte berechnet und Informationen über die Last, die Übertragungselemente und das Bewegungsprofil analysiert, um einen Motor aus der Motordatenbank auszuwählen, der den Lastparametern entspricht. Während die Anfangslastpunkte bestimmt werden, prüft das Auslegungstool die optimale Lösung. Es schränkt die Motorauswahl auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments, der Drehzahl, des Trägheitsverhältnisses und der damit verbundenen, aus den Motornennwerten ermittelten Spannen ein.

Die physikalische Größe eines Servomotors wird hauptsächlich durch seine Fähigkeit zur kontinuierlichen Drehmomenterzeugung mit einem Kompromiss zwischen Motordurchmesser und Motorlänge bestimmt. Ein längerer Motor mit einem kleinen Durchmesser kann über das gleiche Drehmoment wie ein kürzerer Motor mit größerem Durchmesser verfügen. Eine andere Möglichkeit, die Leistungsanforderungen zu erfüllen, besteht darin, einen kleineren Motor zu verwenden und das Drehmoment über ein Getriebe zu erhöhen oder alternative Technologien einzusetzen – wie beispielsweise einen flacheren, direkt angetriebenen Servomotor, einen Rahmenlosen, einen Bausatzmotor oder einen Linearmotor. Jede dieser Technologien hat unterschiedliche Formen, die spezifischen Raumanforderungen gerecht werden können.

 

Umgebungseinflüsse können die Wahl des Motors auf verschiedene Weise beeinflussen. In den meisten Anwendungen bleibt die Betriebsumgebungstemperatur des Motors unter der vorliegende Nennleistung (normalerweise 40°C). Die Motoren selbst erzeugen eine bestimmte Wärmemenge (basierend auf der vom Hersteller angegebenen Dauerleistung), die durch einen Temperaturanstieg der Wicklungen und eine maximale Wicklungstemperatur dargestellt wird. Wenn beispielsweise ein Motor, der für die Erzeugung eines Drehmoments von 13,56 Nm in einer Umgebung von 40 °C mit einem Temperaturanstieg von 130 °C und einer maximalen Spulentemperatur von 170 °C ausgelegt ist, in einer Umgebung von 50 °C platziert wird, wird die maximale Spulentemperatur von 170 °C überschritten, wenn der Motor kontinuierlich mit der Nennleistung von 3,8 kWh betrieben wird. In diesem Fall würde sich das Dauerdrehmoment des Motors verringern, es sei denn, es wird ein größerer Motor gewählt. Ungewöhnlichere Umgebungen erfordern möglicherweise maßgeschneiderte Lösungen, einschließlich alternativer Materialien, spezieller Dichtungsanordnungen oder anderer Modifikationen. Die Motorleistung kann unter extremen Bedingungen, wie im Weltraum, in großer Höhe und sogar unter Wasser, beeinträchtigt werden.

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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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