Was ist Servomotor

Ein Servomotor ist ein Drehantrieb oder Linearantrieb, der eine präzise Steuerung der Winkel- oder Linearposition, Geschwindigkeit und Beschleunigung ermöglicht.

Es besteht aus einem geeigneten Motor, der mit einem Sensor zur Positionsrückmeldung gekoppelt ist.

Es erfordert auch eine relativ ausgeklügelte Steuerung, oft ein spezielles Modul, das speziell für die Verwendung mit Servomotoren entwickelt wurde.

Servomotoren sind keine spezielle Motorklasse, obwohl der Begriff Servomotor oft verwendet wird, um sich auf einen Motor zu beziehen, der für den Einsatz in einem geschlossenen Regelkreis geeignet ist.

Servomotoren werden in Anwendungen wie Robotik, CNC-Maschinen oder automatisierte Fertigung eingesetzt.

Mechanismus

Ein Servomotor ist ein Servomechanismus mit geschlossenem Regelkreis, der Positionsrückmeldung verwendet, um seine Bewegung und Endposition zu steuern.

Der Eingang zu seiner Steuerung ist ein Signal (entweder analog oder digital), das die befohlene Position für die Abtriebswelle darstellt.

Der Motor ist mit einer Art von Encoder gekoppelt, um Positions- und Geschwindigkeitsrückmeldungen bereitzustellen. Im einfachsten Fall wird nur die Position gemessen.

Die gemessene Position des Ausgangs wird mit der Sollposition verglichen, die externe Eingabe an die Steuerung.

Wenn die Abtriebsposition von der erforderlichen abweicht, wird ein Fehlersignal erzeugt, das dann den Motor je nach Bedarf in eine der beiden Richtungen dreht, um die Abtriebswelle in die entsprechende Position zu bringen.

Bei Annäherung der Positionen reduziert sich das Fehlersignal auf Null und der Motor stoppt.
Die einfachsten Servomotoren verwenden eine reine Positionserfassung über ein Potentiometer und eine Knall-Knall-Steuerung ihres Motors; der Motor dreht immer mit voller Geschwindigkeit (oder wird gestoppt).

Dieser Servomotortyp ist in der industriellen Bewegungssteuerung nicht weit verbreitet, bildet jedoch die Grundlage für die einfachen und billigen Servos, die für funkgesteuerte Modelle verwendet werden.

Anspruchsvollere Servomotoren verwenden optische Drehgeber, um die Drehzahl der Abtriebswelle zu messen, und einen Antrieb mit variabler Drehzahl, um die Motordrehzahl zu steuern.

Beide Verbesserungen, normalerweise in Kombination mit einem PID-Regelalgorithmus, ermöglichen es, den Servomotor schneller und genauer mit weniger Überschwingen in seine befohlene Position zu bringen.

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