Ein Servoantrieb empfängt ein Steuersignal von einem Steuerungssystem, verstärkt dieses und steuert einen Servomotor mit elektrischem Strom an, um eine dem Steuersignal proportionale Bewegung zu erzeugen. Typischerweise repräsentiert das Steuersignal eine gewünschte Geschwindigkeit, kann aber auch ein gewünschtes Drehmoment oder eine gewünschte Position darstellen.
Funktion
Ein Servoantrieb empfängt ein Steuersignal von einem Steuerungssystem, verstärkt das Signal und überträgt elektrischen Strom an einenServomotorum eine Bewegung proportional zum Steuersignal zu erzeugen. Typischerweise repräsentiert das Steuersignal eine gewünschte Geschwindigkeit, kann aber auch ein gewünschtes Drehmoment oder eine gewünschte Position darstellen.SensorEin am Servomotor angebrachtes Gerät meldet den Ist-Zustand des Motors an den Servoregler zurück. Der Servoregler vergleicht dann den Ist-Zustand des Motors mit dem Soll-Zustand. Anschließend ändert er die Spannung.FrequenzoderImpulsbreitezum Motor, um etwaige Abweichungen vom Sollzustand zu korrigieren.
In einem korrekt konfigurierten Regelsystem dreht sich der Servomotor mit einer Geschwindigkeit, die dem vom Regelsystem empfangenen Geschwindigkeitssignal sehr genau entspricht. Verschiedene Parameter, wie Steifigkeit (auch Proportionalverstärkung genannt), Dämpfung (auch Differenzialverstärkung genannt) und Rückkopplungsverstärkung, können angepasst werden, um dieses gewünschte Verhalten zu erreichen. Der Vorgang der Parameteranpassung wird als Regelung bezeichnet.Leistungsoptimierung.
Obwohl viele Servomotoren einen speziell auf die jeweilige Motormarke oder das jeweilige Motormodell abgestimmten Antrieb benötigen, sind mittlerweile viele Antriebe erhältlich, die mit einer Vielzahl von Motoren kompatibel sind.
Digital und analog
Servoantriebe können digital, analog oder beides sein. Digitale Antriebe unterscheiden sich von analogen durch einen Mikroprozessor (Computer), der eingehende Signale analysiert und den Mechanismus steuert. Der Mikroprozessor empfängt einen Impulsstrom von einem Encoder, wodurch Geschwindigkeit und Position bestimmt werden können. Durch Variieren des Impulses (Blip) passt der Mechanismus seine Geschwindigkeit an, wodurch im Prinzip ein Drehzahlregler entsteht. Die sich wiederholenden Aufgaben des Prozessors ermöglichen eine schnelle Selbstjustierung des digitalen Antriebs. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn sich Mechanismen an viele Bedingungen anpassen müssen, da ein digitaler Antrieb schnell und mit geringem Aufwand reagieren kann. Ein Nachteil digitaler Antriebe ist ihr hoher Energieverbrauch. Viele digitale Antriebe verfügen jedoch über Akkus zur Überwachung der Batterielebensdauer. Das gesamte Rückkopplungssystem eines digitalen Servoantriebs ähnelt dem eines analogen, mit dem Unterschied, dass ein Mikroprozessor Algorithmen verwendet, um Systemzustände vorherzusagen.
Einsatz in der Industrie
OEM-Servoregler von INGENIA, eingebaut in eine CNC-Fräsmaschine zur Steuerung eines Faulhaber-Motors
Servosysteme können verwendet werden inCNCBearbeitung, Fabrikautomation und Robotik gehören zu den Anwendungsgebieten. Ihr Hauptvorteil gegenüber herkömmlichen Gleichstrom- oderWechselstrommotorenDie Motorrückmeldung ist ein weiterer Vorteil. Sie dient der Erkennung unerwünschter Bewegungen und der Sicherstellung der Genauigkeit der vorgegebenen Bewegung. Die Rückmeldung erfolgt üblicherweise über einen Encoder. Servomotoren weisen bei konstanter Drehzahländerung eine längere Lebensdauer als herkömmliche Wechselstrommotoren auf. Sie können zudem als Bremse fungieren, indem sie die vom Motor selbst erzeugte elektrische Energie ableiten.
Veröffentlichungsdatum: 02.12.2025
