Hva er en servomotor?
A servomotor består vanligvis av et komplett servosystem som inkluderer motoren, en høy-nøyaktig enkoder (eller annen tilbakekoblingssensor), en servodriver og en hovedkontroller. Ulik konvensjonelle motorer, er dette systemet avhengig av en lukket løkke med tilbakekobling, noe som muliggjør høy-nøyaktig kontroll av posisjon, hastighet og dreiemoment i sanntid basert på kommandoer, samt rask respons.
Hvordan fungerer en servomotor?
Presisjonen til en servomotor skyldes sitt lukkede reguleringssystem. Dette systemet oppnår høy nøyaktighet ved hjelp av en kontinuerlig kommando-tilbakemeldings-korreksjons-syklus: den overordnede kontrolleren gir først et kommandosignal som spesifiserer målposisjonen; servodriveren forsterker deretter dette signalet til en høyeffektstrøm for å drive motoren. Samtidig overvåker motorens innebyggede enkoder eller sensor faktisk posisjon og hastighet i sanntid og gir tilbakemelding til driveren. Driveren sammenligner kontinuerlig mål- og faktiskposisjon ved hjelp av reguleringsteknikker som PID-algoritmer. Når en avvik blir oppdaget (for eksempel på grunn av lastendringer), justeres utgangsstrømmen umiddelbart for dynamisk korreksjon. Hele prosessen fullføres innenfor millisekunder, noe som gjør det mulig for motoren å raskt nå og nøyaktig holde målposisjonen, og forbli stabil selv under ekstern forstyrrelse. Dette presterer betydelig bedre enn åpne løsninger som for eksempel trinnmotorer, når det gjelder dreiemoment, hastighet og posisjonskontroll.
Typer servomotorer
Servomotorer kan deles inn i likestrømsservomotorer (DC) og vekselstrømsservomotorer (AC) avhengig av strømtype.
-
Vekselstrømsservomotorer (AC)
Under vekselstrømsforhold deles motorer hovedsakelig inn i permanentmagnetiserte synkrone servomotorer (PMSM) og asynkrone servomotorer (ASM), basert på virkemåte og struktur. PMSM har fordeler som høy presisjon og rask respons, og brukes mye i høyteknologiske kontrollapplikasjoner som industriroboter, CNC-maskiner, halvlederutstyr og automatiserte produksjonslinjer. Asynkrone servomotorer er derimot mer egnet for utstyr med høy effekt, høy hastighet og relativt lavere presisjonskrav, som sentrifuger, kompressorer osv.
-
Likestrømsservomotorer
Når de drives med likestrøm, klassifiseres servomotorer hovedsakelig som børsteløse likestrøms-servomotorer og børstede likestrøms-servomotorer (BLDC), avhengig av deres struktur og driftsmåte. Den vesentlige forskjellen mellom de to ligger i deres kommuteringsmetode: børstede likestrømsservomotorer bruker mekanisk kommutering, og er avhengig av fysisk kontakt mellom børster og en kommutator; mens BLDC-servomotorer bruker elektronisk kommutering, og benytter posisjonssensorer og aktuatorer for presis kontroll. For øyeblikket har BLDC-servomotorer, med deres betydelige fordeler i ytelse, pålitelighet og levetid, gradvis erstattet børstede typer og blitt hovedvalget for høy-nøyaktighet, høy-pålitelighet servoutstyr.
Servomotor-anvendelser
De unike egenskapene til servomotorer gjør dem uunnværlige i et bredt spekter av felt:
- Industriell automasjon: Robotikk, CNC-maskinering, emballeringsutstyr, osv.
- Robotikk: Kontroll av ledd i robotarme og -bein med presis bevegelse.
- Konsumentelektronikk: Driver linsen i kameraet for å oppnå autofokus og kontrollere bevegelsen av printehodet i høykvalitets 3D-printere.
- Medisinsk utstyr: Driver presisjonsverktøy i kirurgiske roboter og kontrollerer væskepumper i diagnostiske maskiner.
Utvalgte servomotorprodukter
-
NEMA 23 integrert DC-servomotor : en børsteløs DC-motor i 57 mm ramme med 16-bits enkoder og servodrift.
-
EtherCAT AC-servomotor : Servomotor som dekker de mest vanlige effektområdene fra 0,05 kW til 7,5 kW med 17-bits multivarv magnettabsoluttenkoder. Servodrift støtter både enkeltfase og trefase strømforsyningssystemer med EtherCAT-kommunikasjon.
-
Puls AC-servomotor : Servomotor som dekker de mest vanlige effektområdene fra 0,05 kW til 7,5 kW med 17-bits multivarv magnettabsoluttenkoder. Servodrift støtter både enkeltfase og trefase strømforsyningssystemer med puls-kommunikasjon.
