Die Grauzone zwischen Servo- und Schrittmotoren

Der betriebliche Unterschied zwischen Schritt- und Servomotoren scheint mit der Weiterentwicklung der Motorsteuerung und -konstruktion immer geringer zu werden. Theoretisch bietet ein Servomotor dem Benutzer normalerweise einen unendlich kleinen Bruchteil des Rotationsgrades, während der Betrieb eines Schrittmotors durch die Anzahl der Statorwicklungen begrenzt ist. Praktisch sieht es aber anders aus.

Servomotor

Ein Servomotor ist Teil eines Servosystems, das aus einem Antrieb, einem Feedback-Gerät und dem Motor selbst besteht. Das Laufwerk benötigt den Wechselstrom als Eingang und richtet es auf Gleichspannung gleich . Anstelle eines vollwertigen Antriebes kann bei Bedarf auch ein einfacher Gleichrichter fungieren, der von einer externen Schaltung gesteuert wird. Ein solches System ist auf externe Geräte angewiesen, um alle Motorsteuerungsfunktionen auszuführen, z. Beschleunigung, PID-Tuning , Geschwindigkeit usw. Eine weitere Option ist der Einsatz intelligenter Antriebe, die das Teilen von Bewegungsprofilen, das Erkennen von Fehlerzuständen sowie eine digitale Schnittstelle ermöglichen.

Das Feedback-Gerät kann nur ein absoluter Encoder oder Resolver sein, der ein Muster elektrischer Signale ausgibt, die der Position des Servomotors entsprechen. Die Winkelposition wird anhand von Schlitzen in einer Metallscheibe abgelesen. Ein Resolver ist einfach ein rotierender Transformator, der die Strommessung durch zwei Statorwicklungen ändert, wobei das einzige bewegliche Teil der Rotor ist. Im Vergleich zu einem Encoder ist ein Resolver wesentlich robuster.

Ein Servomotor kann für AC- oder DC-Betrieb ausgelegt sein. Daher muss es richtig mit dem Antrieb gekoppelt werden, der dann die richtige Polarität und Leistung liefert. AC-Motoren werden für Anwendungen mit konstanter Drehzahl bevorzugt und benötigen weniger Wartung, da der Verschleiß durch das Fehlen von Bürsten minimal ist. Darüber hinaus können sie im Vergleich zu Gleichstrommotoren eine viel höhere Drehzahl erreichen. Rückblickend werden DC-Motoren in Anwendungen mit variabler Drehzahl bevorzugt und haben ein einfacheres Kontrollsystem.

Schrittmotor

Schrittmotoren benötigen auch Antriebe zur Bewegungssteuerung. Steppersysteme können ebenso wie Servosysteme aus einfachen Impulsgebern oder aus eigenständigen intelligenten Antrieben bestehen. Mehrere Stepper-Systeme laufen im Open-Loop-Modus ohne direkte Rückmeldung an das Steuerungssystem. Dies ist plausibel, solange die Belastung konstant ist, z. Förderleitungsweichen und der Motor richtig dimensioniert ist. Wenn die Last jedoch dynamisch ist und sich die Positionierung im Laufe der Zeit ändert, muss ein Feedback-Gerät an der Motorwelle angebracht werden.

Schrittantriebe können so einfach oder komplex sein, wie Sie es wünschen. Sie werden normalerweise mit einer 24-VDC-Quelle betrieben; Es sind jedoch auch andere Optionen verfügbar. Durch den Einsatz eines intelligenten Antriebssystems kann der Steuerungsaufwand erheblich reduziert werden. Schrittmotoren ermöglichen die Erzeugung eines hohen Drehmoments bei niedrigen Geschwindigkeiten, aber wenn die Geschwindigkeit zu niedrig ist, können als Folge übermäßige Vibrationen auftreten. Um dies zu vermeiden, sollte der Motor sorgfältig ausgewählt werden. Gleiches gilt für den Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten; bei Drehzahlen über 1000 U/min können Schrittmotoren ihre Leistung verlieren.

Servosysteme haben im Vergleich zu Schrittsystemen einen fast dreimal so hohen Preis. Die Entscheidungsfindung darf daher nicht übereilt erfolgen. Wenn die Last relativ konstant bleiben soll und die Betriebsgeschwindigkeit in einen bestimmten Bereich fällt, sollten Schrittmotorsysteme in Betracht gezogen werden. Die technische Support-Literatur des Herstellers ist der beste Ausgangspunkt für die Entwicklung von Bewegungssystemen. Wenn Sie einen Supportvertrag mit einem SI haben, können Sie dessen Personal auch in Brainstorming-Sitzungen einbeziehen, um sicherzustellen, dass die kostengünstigste Entscheidung getroffen wird.

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