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Wie funktioniert ein Servomotor?

Servomotor sind speziell entwickelte Motoren für den Einsatz inSteuerungsanwendungen und Robotik. Sie dienen zur exakten Positions- und Drehzahlregelung bei hohen Drehmomenten. Es besteht aus einem geeigneten Motor, Positionssensor und einer ausgeklügelten Steuerung. Servomotoren können gemäß dem durch den Servomechanismus gesteuerten Motor charakterisiert werden, d. H. Wenn der Gleichstrommotor unter Verwendung des Servomechanismus gesteuert wird, wird er als DC-Servomotor bezeichnet. Also wichtig Arten von Servomotoren kann sein: (i) DC-Servomotor, (ii) AC-Servomotor.
Servomotor
Servomotor
Bildnachweis: oomlout

Servomotoren sind in Leistungsstufen von einem Bruchteil von Watt bis zu einigen 100 Watt erhältlich. Sie haben ein hohes Drehmoment. Das Rotor des Servomotors ist kleiner im Durchmesser und länger in der Länge, so dass es eine geringe Trägheit hat.

Was ist Servomechanismus?

Servomechanismus ist im Grunde ein geschlossenes System,bestehend aus einem gesteuerten Gerät, einer Steuerung, einem Ausgangssensor und einem Rückkopplungssystem. Der Begriff Servomechanismus gilt höchstwahrscheinlich für Systeme, bei denen Position und Geschwindigkeit gesteuert werden sollen.

Wie funktioniert ein Servomotor?

Arbeiten des Servomotors
Servomotoren sind es gewohnt Kontrollposition und Geschwindigkeit sehr genau, aber inIn einem einfachen Fall kann nur die Position gesteuert werden. Die mechanische Position der Welle kann mit einem Potentiometer erfasst werden, das über Zahnräder mit der Motorwelle gekoppelt ist. Die aktuelle Position der Welle wird vom Potentiometer in ein elektrisches Signal umgewandelt und mit dem Befehlseingangssignal verglichen. In modernen Servomotoren werden elektronische Geber oder Sensoren verwendet, um die Position der Welle zu erfassen.

Die Befehlseingabe erfolgt entsprechend den erforderlichenPosition der Welle. Wenn das Rückkopplungssignal vom angegebenen Eingang abweicht, wird ein Fehlersignal generiert. Dieses Fehlersignal wird dann verstärkt und als Eingang an den Motor angelegt, wodurch sich der Motor dreht. Wenn die Welle die gewünschte Position erreicht, wird das Fehlersignal zu Null und der Motor bleibt daher stehen und hält die Position.

      • Siehe auch: Arbeiten eines Gleichstrommotors und Arbeiten des Induktionsmotors
Die Befehlseingabe erfolgt in Form vonelektrische Impulse. Da der tatsächliche Eingang des Motors die Differenz zwischen dem Rückkopplungssignal (aktuelle Position) und dem angelegten Signal (erforderliche Position) ist, ist die Drehzahl des Motors proportional zur Differenz zwischen der aktuellen Position und der erforderlichen Position. Die vom Motor benötigte Energiemenge ist proportional zur zurückgelegten Wegstrecke.

Wie wird der Servomotor gesteuert?

Normalerweise dreht ein Servomotor in beide Richtungen um 90 °, d. H. Die maximale Bewegung kann 180 ° betragen. Ein normaler Servomotor kann sich aufgrund eines eingebauten mechanischen Stopps nicht weiter drehen.
Drei Drähte werden aus einem Servo herausgenommen: Plus-, Erdungs- und Steuerleitung. Ein Servomotor wird durch Senden eines pulsbreitenmodulierten Signals (PWM) über die Steuerleitung gesteuert. Alle 20 Millisekunden wird ein Impuls gesendet. Die Breite der Impulse bestimmt die Position der Welle. Zum Beispiel ein Puls von
1 ms bewegt die Welle um -90 ° gegen den Uhrzeigersinn, ein Impuls von 1,5 ms bewegt die Welle in der neutralen Position um 0 ° und ein Impuls von 2 ms bewegt die Welle um + 90 ° im Uhrzeigersinn.

PWM für Servomotor

Wenn dem Servomotor befohlen wird, sich durch Anwenden zu bewegenImpulse von geeigneter Breite bewegt sich die Welle in die gewünschte Position. Wenn eine äußere Kraft versucht, die Position der Welle zu ändern, widersetzt sich der Motor einer Änderung. Impulse müssen wiederholt werden, damit der Motor die Position hält.

Anwendungen des Servomotors

Servomotoren werden häufig in der Robotik eingesetzt.Computer, CD / DVD-Player, Spielzeug usw. Servos werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine bestimmte Aufgabe wiederholt und sehr präzise ausgeführt werden muss.


Bemerkungen