ESR Pollmeier GmbH - Servo-Antriebstechnik

Was ist eigentlich...? (FAQ)

Sie möchten gerne mehr über Servoantriebe erfahren? Auf dieser Seite haben wir einige häufig gestellte Fragen (Frequently Asked Questions) für Sie zusammengestellt – und liefern selbstverständlich auch die Antworten dazu.

Ihre Frage ist nicht dabei? Schreiben Sie uns: webmaster@esr-pollmeier.de



Was ist ein Servoantrieb?

Ein Servoantrieb besteht aus einem Servoregler und einem Servomotor. Kernaufgabe des Servoreglers (auch Servoverstärker oder Servoumrichter genannt) ist die Regelung des Stroms für die Motorphasen. Darüber hinaus zeichnen sich ESR-Servoregler durch ein umfangreiches Funktionsspektrum aus (siehe Antriebsaufgaben).

Während die meisten elektrischen Antriebe bei konstanter Drehzahl betrieben werden, hat ein Servoantrieb in der Regel ein eher „hektisches“ Leben. Häufig soll er in wenigen Millisekunden auf Nenndrehzahl beschleunigen, um kurze Zeit später genauso schnell wieder abzubremsen und dabei die Zielposition auf wenige Hundertstel Millimeter genau anzufahren.

Vorteile des Servoantriebs gegenüber anderen geregelten Antrieben sind die hohe Dynamik und Genauigkeit, volles Stillstandsmoment und kompakte Motoren mit hoher Leistungsdichte.

Wo werden Servoantriebe eingesetzt?

Servoantriebe werden dort eingesetzt, wo es auf hohe Dynamik (also schnelles Beschleunigen und Bremsen) und auf gute Genauigkeit beim Erreichen von Zielpositionen ankommt. Das gute Regelverhalten ermöglicht die optimale Anpassung an die gewünschte Aufgabe (z. B. Positionieren ohne Überschwingen). Aber auch die guten Rundlaufeigenschaften (dank Sinuskommutierung) und die Möglichkeit zur exakten Synchronisation zweier oder mehrerer Achsen eröffnen ein weites Einsatzfeld. Servoantriebe zeichnen sich durch einen großen Drehzahlstellbereich aus und sind vielfältig einsetzbar.

In großen Anlagen mit einigen Dutzend Achsen bei hohem Automatisierungsgrad werden Servoantriebe ebenso verwendet wie in Maschinen mit nur wenigen Achsen, die mitunter unabhängig voneinander betrieben werden. Weitere Informationen zu Servoantrieben und ihren Einsatzgebieten finden Sie auf der Seite Antriebsaufgaben.

Was ist ein Servomotor?

Servomotoren sind Elektromotoren, die für hohe Dynamik entwickelt wurden. ESR-Servomotoren zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise mit hoher Leistungsdichte und hohe Schutzart (bis IP 65) aus, dabei wird unterschieden zwischen AC-Servomotoren (bürstenlos) und DC-Servomotoren (mit Bürsten für die Kommutierung). Die hohe Leistungsdichte wird durch Permanentmagnete erzielt, hier kommen Neodym-Eisen-Bor (NdFeB), Samarium-Kobalt (SmCo) und Ferrit-Materialien zum Einsatz.

Nach welchen Kriterien wird ein Servomotor ausgewählt?

Wichtig für die Dimensionierung des Motors sind: die Masse der zu bewegenden Teile (Trägheitsmoment), die Zykluszeit der Anwendung und die Reibmomente. Daraus lassen sich Nenn- und Spitzenmoment (maximale Beschleunigung oder Verzögerung) sowie die Nenndrehzahl ermitteln. Um Drehzahl und Trägheitsmoment des Motors an die Anforderungen der Anwendung anzupassen, kommen gegebenenfalls Getriebe zum Einsatz. Technische Daten zu ESR-Servomotoren finden Sie auf der Seite Servomotoren.

Als Spezialist für Servo-Antriebstechnik bieten wir von der Antriebsauslegung in Zusammenarbeit mit dem Anwender bis hin zu Lösungen für spezielle Aufgabenstellungen eine umfassende Unterstützung bei der Wahl des geeigneten Servoantriebs (siehe Lösungen).

Wozu ist der Motor-Lagegeber da?

Ein Servoantrieb ist ein geregeltes System, das heißt Drehmoment, Drehzahl und Lage werden ständig überwacht und mit den gewünschten Werten verglichen. Bei Abweichungen reagiert der Servoregler sofort, um den Sollwert zu erreichen. Zum Servomotor gehört daher ein Lagegeber, der den Servoregler mit Lage- und Drehzahlinformationen versorgt.

Die AC-Servomotoren sind standardmäßig mit Resolvern ausgestattet. In Verbindung mit den digitalen Servoreglern können auch hochauflösende Inkrementalgeber oder optische Geber mit digitaler Lageübermittlung (Absolutwertgeber) verwendet werden, wenn eine höhere Genauigkeit oder Dynamik gewünscht ist. Wenn in Positionieranwendungen auf eine Referenzfahrt verzichtet werden soll, kommt statt des Singleturn- ein Multiturn-Geber zum Einsatz.

Die DC-Servomotoren können mit Tachogeneratoren und/oder Inkrementalgebern ausgestattet werden.

Was ist ein Servoregler?

Der Servoregler (auch Servoverstärker oder Servoumrichter genannt) regelt den Strom für die Motorphasen, damit der Servomotor exakt mit dem Strom versorgt wird, den er für das gewünschte Drehmoment und die gewünschte Drehzahl benötigt. Zu den wesentlichen Elementen eines Servoreglers zählen der Leistungsteil und die Regelkreise.

Der Leistungsteil besteht aus einem Netzgleichrichter, einem Gleichspannungs-Zwischenkreis und einer Leistungs-Endstufe, die die einzelnen Motorphasen mit Strom versorgt.

Die Regelkreise (analog oder digital) steuern die Endstufe an und sorgen durch den ständigen Vergleich der Soll- und Istwerte (Strom, Drehzahl, ...) dafür, dass der Motor auch bei wechselnder Belastung den gewünschten Bewegungsablauf exakt einhält.

Darüber hinaus zeichnen sich ESR-Servoregler durch ein umfangreiches Funktionsspektrum aus (siehe Antriebsaufgaben).

Nach welchen Kriterien wird ein Servoregler ausgewählt?

Der Servoregler muss den Motor mit dem gewünschten Strom versorgen können (Nennstrom im Dauerbetrieb, Spitzenstrom) und zu der Klemmenspannung des Motors passen (z. B. 320 V oder 560 V). Darüber hinaus ist der Verwendungszweck für die Wahl des geeigneten Geräts entscheidend:

Soll der Servoantrieb von einer übergeordneten Steuerung (z. B. CNC) in der Geschwindigkeitsvorgabe betrieben werden? Dann kann ein analoger Servoregler ausreichen.

Oder soll der Antrieb Funktionen (wie z. B. einen Positionierablauf oder eine Achsensynchronisation) selbst übernehmen? Oder über eine Ethernet- oder Feldbus-Schnittstelle (z. B. EtherCAT, CANopen, Profinet, Modbus/TCP oder Profibus-DP) mit der übergeordneten Steuerung kommunizieren? Dann kommt ein digitaler Servoregler zum Einsatz.

Weitere Informationen zu ESR-Servoreglern und ihrer Funktionalität finden Sie auf der Seite Antriebsaufgaben. Technische Daten finden Sie auf der Seite Servoregler.

Wir bieten Ihnen bei der Auswahl des geeigneten Servoreglers eine kompetente Beratung und unterstützen Sie bei der Auslegung des zu Ihrer Anwendung passenden Antriebs (siehe Lösungen).



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