Das zeichnet Servomotoren für die Automobilindustrie aus

ServomotorenServomotoren sind nicht mehr aus der Welt der Autos wegzudenken. Der Begriff „Servo“ stammt aus dem Lateinischen und bedeutet wörtlich übersetzt „Sklave“ oder „Diener“. Anhand dieser Begriffsbedeutung wird die ursprüngliche Verwendung des Servomotors als Hilfsmotor ersichtlich. Ein Servomotor ist ein spezieller Elektromotor, der die Winkelposition-Kontrolle seiner Motorwelle sowie die Kontrolle der Beschleunigung und der Drehgeschwindigkeit erlaubt. Der Elektromotor ist mit einem Sensor zur Positionsermittlung versehen. Dieser Sensor gibt die Drehposition der Motorwelle an eine Regelelektronik, den sogenannten Servoregler, weiter. Dieser regelt die Bewegung des Motors anhand von einstellbaren Soll-Werten.

Hersteller von Servomotoren für die Automobilindustrie sind, ebenso wie weitere Hersteller, dazu verpflichtet, die Sicherheit ihrer Anlagen und Maschinen durch eine CE-Kennzeichnung zu bestätigen. Weitere Informationen hierzu findet man unter www.Pilz.com.

Eigenschaften eines Servomotors

Servomotoren können auf verschiedene Weisen konzipiert werden. Es gibt positionsgeregelte, momentgeregelte und geschwindigkeitsgeregelte Motoren. Es besteht auch die Möglichkeit, diese Merkmale miteinander zu kombinieren.

Ein Servomotor weist die folgenden Eigenschaften auf:

  • hohe Positioniergenauigkeit
  • hohe Dynamik
  • hohe Drehzahlgenauigkeit
  • großer Drehzahlbereich
  • großer Drehzahl-Stellbereich
  • hohe Überlastfähigkeit
  • kompakte Bauweise
  • niedriges Gewicht
  • kurze Hochlaufzeit
  • hohes Stillstandsmoment
  • kurze Drehmoment-Anregelzeit
  • kleines Massenträgheitsmoment

Einsatzgebiete von Servomotoren

In der Automobilindustrie dienen Servomotoren als Lenkkraftverstärker. Somit tragen sie einen erheblichen Teil zur Sicherheit im Straßenverkehr bei. Darüber hinaus kommen Servomotoren in Fertigungsmaschinen und im Modellbau zum Einsatz. Servomotoren dienen als Anzeigeinstrument und sie können als Stellglied in Stereoanlagen Verwendung finden. Diese vielseitigen Einsatzgebiete legen nahe, dass es unterschiedliche Leistungsklassen an Servomotoren gibt. Die Leistung reicht von einigen Milliwatt bis hin zu 400 kW und mehr.

Servomotoren in der Automobilindustrie: geschlossener Regelkreis

Die Bauart von Servomotoren ist beliebig – es können sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrommotoren verwendet werden. Neben dem Servoregler, welcher sich in der Regel aus einem Verstärker sowie aus verschiedenen Regeleinrichtungen zusammensetzt, wird häufig auch ein Getriebe verbaut. Betrieben werden die Motoren in einem geschlossenen Regelkreis, wobei die Regelkette aus fünf Vorgängen besteht:

  1. Das PWM-Eingangssignal wird, nachdem es in eine Gleichspannung gewandelt wurde, vom Vergleicher mit der Spannung des Endpotentiometers verglichen.
  2. Bei einer Übereinstimmung hält der Servo den Winkel. Stimmen die Werte nicht überein, wird der Motor durch den Vergleicher (über den Verstärker) in Gang gesetzt.
  3. Der Motor treibt das Getriebe an. Die Endachse des Getriebes ist mit dem Potentiometer verbunden.
  4. Durch die Drehung der Endachse dreht sich auch das Potentiometer.
  5. Stimmt die zurückgeführte Spannung des Potentiometers mit dem PWM-Signal überein, entspricht das einem korrekten Winkel, der von dem Servo gehalten wird.

Bild: ©istock.com/Evgeny Sergeev

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