Ein Servomotor ist ein Rückkopplungsmotor. Die Drehung des Rotors des Motors wird über das Getriebe an die Steuerung übertragen, und die Rückmeldung erfolgt über die mit dem Drehwinkelsensor verbundene Steuereinheit.
Servomotoren werden in Automobilsystemen zur Linear- und Winkelbewegung von Elementen verwendet, deren Positionsgenauigkeit höher ist. Der Betrieb des Servoantriebs basiert auf der Anpassung des Betriebs des Elektromotors, um das Steuersignal auszuführen.
Zweck und Zusammensetzung
Wird der Drehwinkel der Motorabtriebswelle als Steuersignal vorgegeben, wird dieser in eine angelegte Spannung umgewandelt. Die Rückmeldung erfolgt dank eines Sensors, der einen der Ausgangsparameter des Motors misst. Der Wert der Sensorwerte wird von der Steuereinheit verarbeitet, wonach der Servomotorbetrieb korrigiert wird.
Konstruktiv ist der Servoantrieb eine elektromechanische Einheit, deren Elemente sich in einem einzigen Gehäuse befinden. Der Servoantrieb umfasst einen Elektromotor, ein Getriebe, einen Sensor und eine Steuereinheit.
Die Hauptmerkmale eines Servoantriebs sind die Betriebsspannung, die Drehzahl, das Drehmoment sowie die konstruktiven Lösungen und Materialien, die in einem bestimmten Modell verwendet werden.
Design- und Arbeitsmerkmale
In modernen Servoantrieben werden 2 Arten von Elektromotoren verwendet - mit einem Kern und mit einem hohlen Rotor. Kernmotoren haben einen Rotor mit einer Wicklung, um die sich Gleichstrommagnete befinden. Die Besonderheit dieser Art von Elektromotoren ist das Auftreten von Vibrationen während der Drehung des Pendels, was die Genauigkeit der Winkelbewegungen etwas verringert. Hohlläufermotoren haben diesen Nachteil nicht, sind jedoch aufgrund der Komplexität der Fertigungstechnologie teurer.
Servogetriebe werden verwendet, um die Drehzahl zu reduzieren und das Drehmoment an der Abtriebswelle zu erhöhen. Servogetriebe bestehen in den meisten Fällen aus einem Stirnradgetriebe, dessen Zahnräder aus Metall oder Polymerwerkstoffen bestehen. Metallgetriebe sind teurer, aber stärker und langlebiger.
Je nach geforderter Laufgenauigkeit können bei der Auslegung der Servoantriebe Kunststoffbuchsen oder Kugellager verwendet werden, um die Abtriebswelle relativ zum Gehäuse auszurichten.
Servos unterscheiden sich auch durch die Art der Steuereinheit. Es gibt analoge und digitale Servosteuergeräte. Der digitale Block ermöglicht eine genauere Positionierung des Servoaktuators und eine schnellere Reaktionsgeschwindigkeit.
