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Wie funktioniert ein Servomotor?

Ein typisches Servosystem besteht aus drei Hauptkomponenten: Einem Servomotor mit einem oder mehreren Rückführsystemen wie einem Hall-Effekt-Sensor, einem Encoder oder einem Resolver, einem Antriebsverstärker, der den Motor versorgt und steuert, und den entsprechenden Kabelverbindungen zwischen Motor und Antrieb. Das Gesamtsystem funktioniert über eine Reihe von integrierten Regelkreisen.

Während der Antrieb den Motor mit Energie versorgt, überwachen die Rückführsysteme die Drehzahl und/oder die Position des Rotors. Diese Signale werden an die Regelschleifen des Antriebs weitergeleitet, die die dem Motor zugeführte Stromstärke und Spannung kontinuierlich anpassen. Auf diese Weise werden eventuelle Fehler sofort korrigiert und eine einwandfreie Ausführung der programmierten Bewegungen gewährleistet.

Servomotoren gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen, aber allen gemeinsam ist die Möglichkeit der Integration von Rückführsystemen und die präzise Reaktion auf Positions-, Drehzahl- und Geschwindigkeitsbefehle des Antriebs. Diese variablen und präzisen Bewegungen sind für eine Vielzahl industrieller Anwendungen unerlässlich, z. B. in der Robotik, der Luft- und Raumfahrt, der medizinischen Bildgebung, der Laborautomatisierung, der Lebensmittel- und Getränkeherstellung, der Metallumformung und vielen anderen Bereichen.

Wichtige Leistungsmerkmale der Servomotoren von Kollmorgen

Die wichtigsten Leistungsmerkmale

Achten Sie bei der Auswahl eines Servomotors auf die folgenden wichtigen Leistungsmerkmale:

Präzise Ausführung. Entscheiden Sie sich für präzise konstruierte und gefertigte Motoren, die optimal mit den von Ihnen gewählten hochauflösenden Rückführsystemen, Feldbussen mit geringer Latenz, hochwertigen Kabeln und Hochleistungsantrieben zusammenarbeiten.

Hohe Drehmoment- und Leistungsdichte. Durch die Auswahl eines Motors, der das für Ihre Anwendung erforderliche Dauer- und Spitzendrehmoment in einem möglichst kompakten Formfaktor bereitstellt, wie z. B. die AKM2G-Serie, können Sie leichtere Maschinen mit geringerem Platzbedarf bauen – oder die Leistung einer vorhandenen Maschine erhöhen, ohne die Motoraufhängung neu gestalten zu müssen.

Geschwindigkeitskontrolle und dynamische Reaktion. Ein Servomotor mit höherer Drehmomentdichte und geringerem Trägheitsmoment ermöglicht eine höhere Dynamik und verbessert die Produktivität Ihrer Maschine. Für einen besonders gleichmäßigen Betrieb sollten Sie einen Motor mit geringem Cogging und einen Antrieb mit Cogging-Kompensation wählen.

Rückführmechanismen. Informieren Sie sich über die Vorteile der einzelnen Arten von Rückführsystemen, wie z. B. einfache, aber robuste Hall-Effekt-Sensoren, Resolver, die auch in extremen Umgebungen gut funktionieren, hochauflösende optische Encoder sowie weitere Optionen. Viele Motoren, wie der AKM und der AKM2G, sind so konzipiert, dass sie mit nur geringfügigen oder ganz ohne Modifikationen mit den meisten Rückführsystemen kompatibel sind.

Motortyp. Servomotoren sind in einer Vielzahl von Ausführungen und Modellen erhältlich, darunter Wechsel- oder Gleichstrommotoren, Bürsten- oder bürstenlose Motoren, Motoren mit Gehäuse, gehäuselose und Cartridge-Motoren; Dreh- und Linearmotoren; Hoch-, Mittel- und Niederspannungsmotoren; mit Wasser zu reinigende und hygienische Motoren,; tauchfähige Motoren sowie zahlreiche weitere Optionen. Die Ingenieure von Kollmorgen helfen Ihnen gerne bei der Auswahl des richtigen Motors für Ihre Anwendung.

Motorauswahl und -dimensionierung. Nutzen Sie die Online-Design-Tools von Kollmorgen, um die optimalen Eigenschaften in Bezug auf Passform und Leistung zu bestimmen.

Anwendungen für Servomotoren

Erfahren Sie, wie Servomotoren zum Einsatz kommen:

Industrielle Automation und Robotik. Gehäuse- und gehäuselose Servomotoren stellen den neuesten Stand der Technik in Bezug auf die Produktivität von Produktionsanlagen, präzise chirurgische Anwendungen, die Energieerzeugung und viele andere Bereiche dar.

CNC- und Werkzeugmaschinen. Servomotoren gewährleisten höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit beim Umformen, Schleifen, Bohren und anderen Anwendungen im Werkzeugbau.

Luftfahrt und Verteidigung. Sowohl bei Überwachungs-, Verteidigungs- und Waffensystemen als auch bei der kommerziellen Nutzung und Erforschung des Weltraums tragen Servomotoren entscheidend zum Erfolg der Missionen bei.

Anwendungen im Automobilbereich und für Elektrofahrzeuge. Servosysteme verbessern die Effizienz und Sicherheit – in der Fertigung, im Vertriebszentrum und darüber hinaus.

Servosysteme eignen sich auch hervorragend für viele andere Branchen und Anwendungen. Gemeinsam mit Ihnen besprechen wir Ihre spezifischen Anforderungen und finden die beste Lösung.

Anwendungen für Servomotoren

Servomotor vs. Schrittmotor

Vergleich von Servomotoren mit anderen Motortechnologien

Servomotor vs. Schrittmotor. Anstelle der bei Servomotoren verwendeten Rückkopplungsschleifen bewegen sich Schrittmotoren in einer festgelegten Anzahl von Schritten pro Umdrehung, die durch diskrete Impulse vom Schrittmotor angesteuert werden. Je nach Anwendungsbereich kann dies Vor- und Nachteile haben. Weitere Informationen.

Servomotor vs. Asynchronmotor. In der Vergangenheit wurden Asynchronmotoren hauptsächlich für Anwendungen eingesetzt, bei denen nur eine einzige Geschwindigkeit erforderlich war, wie z. B. bei Förderanlagen. Moderne Asynchronmotoren und -antriebe können zwar über eine Rückführung verfügen, sind aber für hochdynamische Anwendungen, die eine sehr genaue Positionierung erfordern, im Allgemeinen nicht die beste Wahl.

Vor- und Nachteile von Servomotoren. Servosysteme bieten ein Höchstmaß an Positioniergenauigkeit, Geschwindigkeitsregelung und Dynamik. Sie sind außerdem äußerst drehmomentstark und bieten ein ausgezeichnetes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich. Im Vergleich zu Bewegungssystemen ohne geschlossenen Regelkreis ergeben sich dadurch etwas höhere Systemkosten und eine höhere Komplexität.

Unterstützung für Ihre Anwendung

Das technische Know-how von Kollmorgen im Bereich Collaborative Engineering ist in der Motion-Branche unübertroffen. Seit über 100 Jahren sind wir Vorreiter in Sachen Innovation und verfügen über jahrzehntelange Erfahrung in der Bereitstellung von Servotechnik für verschiedenste Branchen. Wir helfen Ihnen, etwas Außergewöhnliches zu entwickeln.

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