Hvad er en servomotor?
A servomotor består typisk af et komplet servosystem, som omfatter motoren, en højpræcisionsencoder (eller en anden feedback-sensor), en servodriver og en hovedcontroller. I modsætning til almindelige motorer anvender dette system en lukket feedback-styringsmekanisme, der gør det muligt at kontrollere position, hastighed og drejningsmoment med høj præcision i realtid ud fra kommandoer og samtidig tilbyde hurtig respons.
Hvordan fungerer en servomotor?
Præcisionen i en servomotor skyldes dens lukkede reguleringssystem. Dette system opnår højpræcisionskontrol gennem en kontinuerlig cyklus af kommandoer, feedback og korrektion: Den overordnede controller udsteder først et kommandosignal, der angiver den ønskede position; servoforstærkeren forstærker derefter dette signal til en højeffektstrøm for at drive motoren. Samtidig overvåger motorens indbyggede encoder eller sensor den faktiske position og hastighed i realtid og giver feedback til forstærkeren. Forstærkeren sammenligner kontinuerligt den ønskede og faktiske position ved hjælp af reguleringsstrategier såsom PID-algoritmer. Når en afvigelse registreres (f.eks. på grund af ændringer i belastningen), justeres straks outputstrømmen for dynamisk korrektion. Hele processen afsluttes inden for millisekunder, hvilket gør det muligt for motoren hurtigt at nå og nøjagtigt at fastholde den ønskede position og forblive stabil, selv under ekstern forstyrrelse. Dette yder væsentligt bedre end åbne løsninger såsom stepmotorer med hensyn til drejningsmoment, hastighed og positionsstyring.
Typer servomotorer
Servomotorer kan opdeles i DC-servomotorer og AC-servomotorer ud fra type strømforsyning.
-
AC-servomotorer
Ved AC-strømforsyning klassificeres motorer primært i permanente magneters synkrone servomotorer (PMSM) og asynkrone servomotorer (ASM), afhængigt af deres funktionsprincip og struktur. PMSM'er har fordele som høj præcision og høj respons og anvendes bredt i højpræcisionsstyringsapplikationer såsom industrirobotter, CNC-værktøjsmaskiner, halvlederudstyr og automatiserede produktionslinjer. Asynkrone servomotorer er derimod mere velegnede til udstyr med høj effekt, høj hastighed og relativt lave krav til præcision, såsom centrifuger, kompressorer osv.
-
DC servo motors
Når de er drevet af jævnstrøm, klassificeres servomotorer primært som børstede jævnstrøms-servomotorer og børsteløse jævnstrøms-servomotorer (BLDC) afhængigt af deres struktur og driftsmåde. Den centrale forskel mellem de to ligger i deres kommuteringsmetode: børstede jævnstrøms-servomotorer bruger mekanisk kommutering og er afhængige af fysisk kontakt mellem børster og en kommutator; mens BLDC-servomotorer bruger elektronisk kommutering og anvender positionsensorer og aktuatorer til præcis kontrol. I øjeblikket har BLDC-servomotorer med deres betydelige fordele i forhold til ydelse, pålidelighed og levetid gradvist erstattet børstede typer og er blevet standardvalget for højpræcise og højtidelige servotillæg.
Servomotorers anvendelsesområder
Servomotorernes unikke egenskaber gør dem uundværlige inden for en bred vifte af felter:
- Industriel automatisering: Robotter, CNC-maskiner, emballageudstyr osv.
- Robotter: Styring af leddene i robotarme og -ben med præcis bevægelse.
- Consumer Electronics: Driver linsen i kameraet for at opnå autofocus og kontrollere printehovedbevægelsen i højkvalitets 3D-printere.
- Medicinsk udstyr: Leverer præcise værktøjer i kirurgiske robotter og kontrollerer væskepumper i diagnostiske maskiner.
Udvalgte servomotorprodukter
-
NEMA 23 integreret DC-servomotor : en 57 mm ramme størrelse børsteløs DC-motor integreret med en 16-bit encoder og en servodriver.
-
EtherCAT AC servomotor : Servomotor, som dækker den mest almindelige effektområde fra 0,05 kW til 7,5 kW med 17-bit multiomdrejnings magnetisk absolut encoder. Servodriver understøtter både enfasede og trefasede strømforsyningssystemer med EtherCAT-kommunikation.
-
Pulse AC servomotor : Servomotor, som dækker den mest almindelige effektområde fra 0,05 kW til 7,5 kW med 17-bit multiomdrejnings magnetisk absolut encoder. Servodriver understøtter både enfasede og trefasede strømforsyningssystemer med Pulse-kommunikation.
