Servomotoren

Servomotoren

Servomotoren von Festo bieten in der industriellen Automatisierung für jeden Anwendungsfall eine einfache Bedienung, viel Flexibilität und höchste Präzision sowie Verlässlichkeit bei hoher Kosteneffizienz. Servoantriebe können Positionen, Drehmoment und Drehzahlen präzise und in Sekundenbruchteilen ansteuern und halten. Dadurch werden komplexe Maschinenantriebe ermöglicht, die auch schwierige Produktionsverfahren umsetzen können. Aus diesem Grund sind Servomotoren vor allem in der Robotik und für Automatisierungslösungen geeignet.

Was sind Servomotoren?

Die Bezeichnung Servomotor stammt aus dem lateinischen Wort „servus“ – „Diener“. Denn Servomotoren wurden ursprünglich als einfache Hilfsantriebe für den Einsatz in Werkzeugmaschinen konstruiert. Heute wird ein Servomotor generell als ein zumeist elektrischer Motor verstanden, der über eine Regelung verfügt und eine Rückmeldung über seine Drehposition oder seine lineare Position liefern kann.

Servomotoren zeichnen sich aus durch:

• hohe Dynamik
• hohe Positioniergenauigkeit
• hohe Überlastfähigkeit in einem großen Drehzahlbereich
• hohe Drehzahlgenauigkeit
• große Drehzahl-Stellbereiche

Welche Servomotoren werden unterschieden?

Servomotoren können in elektronischer Lage-, Momenten- oder Geschwindigkeitsregelung betrieben werden. Manchmal werden diese auch in einer Kombination aus verschiedenen Regelungen betrieben. Unterschieden werden können die Antriebe in zwei grundlegende Arten - in synchrone und asynchrone Servomotoren. Der grundlegende Unterschied zwischen synchronen und asynchronen Servomotoren liegt in ihrer Funktionsweise und Konstruktion.

Ein synchroner Servomotor erzeugt ein magnetisches Drehfeld, das genau synchron mit der Frequenz der angelegten Spannung oder des Stroms dreht. Hierbei ist die Geschwindigkeit des Motors direkt proportional zur Frequenz der angelegten Spannung oder des Stroms. Synchronmotoren werden typischerweise verwendet, wenn hohe Präzision und Geschwindigkeit erforderlich sind.

Ein asynchroner Servomotor funktioniert dagegen anders. In einem asynchronen Servomotor wird das magnetische Feld erzeugt, indem Strom durch den Rotor geleitet wird. Der Rotor dreht sich aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem rotierenden magnetischen Feld und den Leiterbahnen im Rotor. Die Geschwindigkeit eines asynchronen Servomotors hängt von der Last ab, die er antreibt, und ist im Allgemeinen niedriger als die eines synchronen Servomotors. Asynchrone Servomotoren werden typischerweise für Anwendungen mit höherem Drehmoment eingesetzt.

Ob ein synchroner oder ein asynchroner Servomotor besser für die Anwendung geeignet ist, hängt also immer von den spezifischen Anforderungen ab.

Als Servomotoren weit verbreitet sind permanenterregte Synchronservomotoren, Asynchronmotoren und bürstenbehaftete Gleichstrommotoren. Als AC-Servomotoren werden in der Regel Motoren bezeichnet, die an Versorgungsspannungen betrieben werden, die direkt durch Gleichrichtung einer Wechselspannung erzeugt werden. Im Gegensatz dazu werden Servomotoren, die direkt an einer Kleinspannung betrieben werden können, als DC-Servomotoren bezeichnet. Eine Aussage über die Motor-Bauart lässt diese Einteilung aber nicht zu. Permanenterregte Synchronmotoren werden nach dieser Definition sowohl als AC-als auch als DC-Synchronmotoren verwendet. Asynchronmotoren und Reluktanzmotoren werden hauptsächlich als AC-Servomotoren eingesetzt; permanent- oder fremderregte bürstenbehaftete Gleichstrommotoren eher als DC-Servomotoren.

In welchen Branchen werden Servomotoren eingesetzt?

Die zunehmende Automatisierung in allen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus erfordert immer kürzere Taktzeiten und eine höhere Flexibilität bei einem Produktwechsel. Diese Entwicklung hat zu den heute eingesetzten Servoantrieben geführt. Diese Motoren werden vor allem für Anwendungen in folgenden Branchen eingesetzt:

• Verpackungstechnik
• Kunststoffindustrie
• Metallindustrie
• Getränke- und Nahrungsmittelindustrie

Geschätzt werden Servomotoren in diesen Industrien besonders, weil Sie skalierbar in Ihrer Leistung und Anwendung sind. Sie bieten immer die passende Leistung – egal ob als Direktantrieb für Hochpräzisionsachsen oder als kostengünstige Motor-Getriebe-Kombination. Außerdem ist der Verkabelungsaufwand und die Montagezeit bei Servomotoren sehr gering, da diese mit einer digitalen Signalübertragung und zusammengefassten Kabeln eingesetzt werden können.