Sind Servomotoren AC oder DC?

Inhalt ausblenden Was ist ein Servomotor? Ein Servomotor ist eines der am häufigsten verwendeten Elemente in der Technik heute, wodurch präzise Nieder-Torque-Aufgaben ermöglicht werden und er oft in einigen Roboterknoten oder Automatisierung/ Luft- und Raumfahrt/ Medizingeräte eingesetzt wird. Die Motoren bieten eine ideale Lösung für offene oder geschlossene Schleifen zur Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungskontrolle. AC oder DC sind jedoch mehr als nur Spannungsdifferenzen. Es hat einen relativ sanften, aber direkten Einfluss auf die Leistungsaufnahme, Effizienz und die Anwendungsfälle, in denen es am besten funktioniert.

In diesem Beitrag werden wir versuchen, die Stromquelle des Servomotors zu entschlüsseln; einige der AC/DC-Unklarheiten zu klären und mehr, damit bei der Suche nach einer bestimmten Art von Servomotoren eine leicht verständliche Anleitung verfügbar ist.

Dies ist im Wesentlichen die gleiche Debatte zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC), wie sie in Diskussionen zu Servomotoren auftaucht. Gleichstrommotoren werden von Gleichstrom (DC) betrieben, der als Eingangssignal dient und von einer externen Quelle, wie einem Akku, versorgt wird. Da sie normalerweise vom Stromnetz oder speziell entwickelten Umwältern gespeist werden, arbeiten Wechselstrommotoren mit Wechselstrom, der ständig seine Richtung wechselt, was oft zu einer einfacheren Konstruktion und Steuerung führt. Der Wechselstrom, der seine Polarität ständig ändert, erfordert ein noch komplexeres Design mit Kondensatoren und Spulen, um diesen Hin-und-Her-Schwingungen gerecht zu werden.

Es gibt zwei Arten von Stromquellen – AC oder DC im Falle von Servomotoren und sie haben einen großen Einfluss auf seine Leistungsmerkmale. DC-Servomotoren werden am häufigsten in Anwendungen eingesetzt, die eine schnelle Beschleunigung mit sehr hohen Drehmoment-zu-Trägheitsverhältnissen erfordern: z. B. Vakuumanlagen und Pumpenforscher (Bild hier einfügen). Dies liegt daran, dass sie eine geringe Trägheit haben und Kontrolländerungen schnell folgen, was sie zu idealen Kandidaten für Präzisionspositionsanwendungen macht, die eine schnelle und genaue Bewegung erfordern. Bei höheren Geschwindigkeiten kann jedoch die Effizienz etwas sinken, da elektrische Verluste bei sehr niedrigen Drehmomentoperationen auftreten.

AC-Servomotoren erzeugen ein hohes Drehmoment bei extrem niedrigen Geschwindigkeiten, mit einem weiten Geschwindigkeitsbereich von bis zu 10:1. In der Praxis handelt es sich hierbei hauptsächlich um brushlose Gleichstrommotoren oder Schrittmotoren, aber bevor wir uns eingehender mit diesem Thema befassen, sollten einige Grundlagen zu Servomotoren vermittelt werden. Aufgrund dieser Eigenschaften können sie auch im Hochgeschwindigkeitsbereich über einen langen Zeitraum gut arbeiten, insbesondere in Maschinen mit rotierenden Teilen. Darüber hinaus verfügen gebürstete Gleichstrommotoren über Bürsten, die nach langer Betriebszeit eine weitere Verschleißstelle darstellen können; das Ergebnis könnte potenziell weniger aufrechterhaltene Verhalten und weniger Wartungslange bei den AC-Versionen sein.

Dies sind die Fallen, die die Wahl zwischen AC und DC als Stromquelle verkomplizieren. Wir sollten beachten, dass heute mehr denn je die Grenzen zwischen Technologie und Medien dünner werden. Selbst wenn moderne Motorsteuersysteme mit kolbenlosen Gleichstrommotoren in einem digitalen Wechselstromdesign immer präziser und effizienter werden, kann ein Punkt erwartet werden. Letztendlich hängt es heutzutage stärker von den Anforderungen einer gegebenen Anwendung oder eines Systems ab, bedingt durch Umweltbedingungen und bestehende Strominfrastruktur, als in der Vergangenheit.

Die Wahl zwischen der Verwendung von Gleichstrom- und Wechselstrom-Servomotoren in der Präzisionssteuerung ist eindeutig – es gibt die Fähigkeiten jeder Motortyp, die wir berücksichtigen müssen. Zum Beispiel sind Gleichstrom-Servomotoren ideal für Anwendungen, die eine positionelle Genauigkeit erfordern, wie bei CNC-Maschinen, da sie einen konstanten Drehmoment und eine schnellere Reaktion bieten. Als Beispiel wurde gesagt, dass Wechselstrom-Servomotoren hierbei in der großen industriellen Automatisierung (z. B. Förderbänder oder Hochgeschwindigkeitsmontagelinien) hervorragend abgeschnitten haben, die höhere Geschwindigkeiten und größere Belastungsanstrengungen über längere Strecken erforderten; weil dies bedeutete, dass sie schneller bewegen UND schwerere Lasten viel leichter bewältigen konnten als vergleichbare gebürstete Gleichstrom-Einheiten, während sie hin- und her sausten!

Entscheidungsfindung - 29% (auch lesen: umweltbezogen) AC-Motor versiegelt, um aus nicht gepressten Materialien hergestellte AC-Motoren zu sein, höhere und niedrigere Temperaturen, als dass normale Lagerringe nicht zurückweichen oder nicht z. B. Staub, Feuchtigkeit usw. Gleiches gilt für tragbare Geräte oder Systeme (diejenigen, die mit Batterie betrieben werden müssen), da DC-Motoren einfacher und praktischer sind, da eine Stromquelle Gleichstrom liefert.

Um das AC/DC-Problem anzugehen, werden volle Anwendungsanforderungen benötigt, maximale Geschwindigkeitsanforderungen; gesunde Startschlupf-Drehmoment für feldbeladenen Betrieb und akzeptable Geschwindigkeiten mit Wechselstrom - sowie Leistungsfragen. DC-Motoren schneiden hier besonders gut ab, da ein Motor, der schnell starten und laufen muss, ein hohes Startdrehmoment (Drehmoment = Kraft x Distanz) erfordern kann, mit dem Wechselstrom in breiteren Geschwindigkeitsbereichen kämpfen kann, während gleichzeitig die Effizienzen aufrechterhalten werden, die besser durch ein AC-System geliefert werden.

In Wirklichkeit testen oder simulieren Sie es wahrscheinlich einfach bis zum Abwinken, bis eine Methode besser als die anderen zu sein scheint. Darüber hinaus ermöglichen hybride Servomotortechnologien und verbesserte Steuerungsalgorithmen es AC-Systemen, sich wie DC bei der Geschwindigkeit zu verhalten, ohne dabei an Leistung einzubüßen - das Beste aus beiden Welten.

Am Ende ist es egal, ob ein Wechselstrom- oder Gleichstrommotor einen Servomotor betreibt, es kommt darauf an, die spezifischen Anforderungen durch die richtige Auswahl der Motoreigenschaften zu erfüllen. Das klingt nach einer statistischen Debatte, aber es geht wirklich darum, das Mythos zu zerstreuen, was Servomotorkraft bereitstellt, und Ingenieuren zu ermöglichen, diese präzise Steuerung effektiver zu nutzen, die in so vielen technischen Innovationen verschiedener Branchen vorkommt.