Wat is een Servomotor?
Een servomotor bestaat meestal uit een compleet servosysteem dat uit de volgende onderdelen bestaat: de motor, een hoogwaardige encoder (of andere meetsensor), een servoregelaar en een hoofdcontroller. In tegenstelling tot conventionele motoren vertrouwt dit systeem op een gesloten regelkring, waarmee de positie, snelheid en koppel in real time met hoge precisie kunnen worden geregeld op basis van opdrachten, terwijl het ook een snelle reactie biedt.
Hoe werkt een servo-motor?
De precisie van een servomotor komt voort uit haar gesloten regelkringsysteem. Dit systeem bereikt een hoogwaardige regeling door een continue cyclus van commando-terugkoppeling-correctie: de bovenliggende controller geeft eerst een commandosignaal af dat de doelpositie specificeert; de servoregelaar versterkt vervolgens dit signaal tot een stroom met hoog vermogen om de motor aan te drijven. Tegelijkertijd monitort de ingebouwde encoder of sensor van de motor in real-time de daadwerkelijke positie en snelheid en geeft deze informatie terug naar de regelaar. De regelaar vergelijkt voortdurend de doel- en werkelijke positie met behulp van regelstrategieën zoals PID-algoritmen. Zodra een afwijking wordt gedetecteerd (bijvoorbeeld door veranderingen in de belasting), past het onmiddellijk de uitgangsstroom aan voor dynamische correctie. Het volledige proces wordt binnen milliseconden uitgevoerd, waardoor de motor snel de doelpositie kan bereiken en deze nauwkeurig kan behouden, en stabiel blijft zelfs onder invloed van externe verstoringen. Dit presteert aanzienlijk beter dan openlussystemen zoals stappenmotoren wat betreft koppel-, snelheids- en positieregeling.
Typen servomotoren
Servomotoren kunnen worden ingedeeld in gelijkstroom-servomotoren (DC) en wisselstroom-servomotoren (AC) afhankelijk van het type voeding.
-
Ac-servomotoren
Onder wisselstroomvoorziening worden motoren hoofdzakelijk ingedeeld in synchrone servomotoren met permanente magneet (PMSM) en asynchrone servomotoren (ASM), afhankelijk van hun werking en structuur. PMSM's bieden voordelen zoals hoge precisie en hoge responsiviteit, en worden breed toegepast in hoogwaardige regeltoepassingen zoals industriële robots, CNC-machinegereedschap, halfgeleiderapparatuur en geautomatiseerde productielijnen. Asynchrone servomotoren daarentegen zijn meer geschikt voor apparatuur met hoge vermogens, hoge snelheden en relatief lage eisen wat betreft precisie, zoals centrifuges en compressoren.
-
DC servo-motoren
Wanneer servo's worden gevoed met gelijkstroom, worden ze hoofdzakelijk ingedeeld in gelijkstroom-servo's met koolborstels en borstelloze gelijkstroom-servo's (BLDC), afhankelijk van hun structuur en werkwijze. Het kernverschil tussen de twee zit in de pendeltechniek: gelijkstroom-servo's met koolborstels gebruiken mechanische commutatie, met behulp van fysiek contact tussen koolborstels en een commutator; terwijl BLDC servo motoren elektronische commutatie gebruiken, waarbij positiesensoren en actuatoren worden gebruikt voor een nauwkeurige besturing. Momenteel hebben BLDC servo motoren, vanwege hun aanzienlijke voordelen qua prestaties, betrouwbaarheid en levensduur, geleidelijk de typen met koolborstels vervangen en zijn ze de meest gebruikte keuze geworden voor servo toepassingen die een hoge precisie en betrouwbaarheid vereisen.
Toepassingen van servo motoren
De unieke eigenschappen van servo motoren maken ze onmisbaar in een breed scala aan toepassingsgebieden:
- Industriële automatisering: robotica, CNC-bewerkingsmachines, verpakkingsapparatuur, enz.
- Robotica: besturing van gewrichten in robotarmen en -benen met precisiebeweging.
- Consumentenelektronica: De lens in de camera aandrijven om autofocus te realiseren en de beweging van het printkop van high-end 3D-printers te beheren.
- Medische apparatuur: Het aandrijven van precisie-instrumenten in chirurgische robots en het regelen van vloeistofpompen in diagnostische machines.
Uitgelichte servomotorenproducten
-
NEMA 23 Geïntegreerde DC Servomotor : een 57 mm framegrootte brushless DC-motor gecombineerd met een 16-bits encoder en een servoregelaar.
-
EtherCAT AC Servomotor : Servomotor die het meest gangbare vermogebereik van 0,05 kW tot 7,5 kW bestrijkt met de 17-bits multi-turn magneet absolute encoder. De servoregelaar ondersteunt zowel enkelfasige als driefasige voedingssystemen met EtherCAT-communicatie.
-
Puls AC Servomotor : Servomotor die het meest gangbare vermogebereik van 0,05 kW tot 7,5 kW bestrijkt met de 17-bits multi-turn magneet absolute encoder. De servoregelaar ondersteunt zowel enkelfasige als driefasige voedingssystemen met pulscommunicatie.
