Servomotoren - Servosysteme

Mit unseren Servomotoren bieten wir Ihnen im Leistungsbereich von 50 Watt bis 15 kW hochdynamische Servoantriebe in extrem kompakter Bauform. Durch die hochauflösenden Geber sind eine enorm präzise Positionierung sowie eine optimale Motorregelung gewährleistet. Die Servoregler können wahlweise analog, über Pulsrichtung oder über die Bussysteme wie EtherCat, RTEX und Modbus kontrolliert werden. Unser breites Angebotsspektrum umfasst die Servo Serien A4, A5, A6 von Panasonic und die MOOG Animatics SmartMotor™. Welchen Bedarf Sie auch haben – bei uns finden Sie den passenden Servomotor für Ihre Anwendung.

Panasonic A4 Serie
Einen Leistungsbereich von 0,05 bis 5 kW (200V) und einen Drehzahlbereich von 0–6000 1/min – das bieten die Servomotoren der A4 Serie von Panasonic. Bei uns erhalten Sie weiterhin Ihren Servomotor dieser Serie, obwohl diese bereits abgekündigt ist.

Panasonic MINAS A5 Serie
Die Standardversion der Panasonic AC-Antriebsregler: die MINAS A5 Serie. Diese hochdynamischen, universell einsetzbaren Antriebsregler können sowohl mit Pulsen als auch analog angesteuert werden. Einsatzbereiche können Halbleiter- und LCD-Produktionsanlagen sein oder allgemein einsetzbare Produktionsmaschinen. Eine ultrahohe Reaktionsgeschwindigkeit, verbesserte Echtzeit-Autotuning-Funktion während des Betriebs und eine integrierte Sicherheitsfunktion gehören zu den Eigenschaften der MINAS A5 Serie.

Panasonic A6 Serie
Für Ihre High-End-Anwendungen gehören zu unserem Sortiment auch die Servomotoren der neuesten Servobaureihe A6 von Panasonic. Diese kompakt gebaute Serie überzeugt mit neuester Technik, multifunktionalen Einsatzmöglichkeiten und einem attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis. Dank des extrem hochauflösenden 23Bit-Encoders sind eine extrem schnelle Regelung und eine enorm hohe Positioniergenauigkeit garantiert. Mit Schutzarten von bis zu IP67 und Leistungen zwischen 50 und 5000 Watt, bietet Ihnen die Panasonic A6 Serie die perfekte Lösung für jede vorstellbare Anwendung.

Bei uns finden Sie die passenden Komponenten. Ob Servomotor oder andere Bestandteile, unser Sortiment bietet Ihnen eine vielfältige Auswahl. Gerne beraten wir Sie, welche Teile die richtigen für Sie sind. Unsere ghv-Berater stehen Ihnen mit ihrer Erfahrung und ihrem Know-how zur Seite und unterstützen Sie bei Ihrem Projekt. Viele Varianten haben wir ab Lager für Sie verfügbar, in vielen Fällen ist die Lieferung bereits am nächsten Tag möglich – oder genau dann, wenn Sie sie benötigen. Servomotoren von Panasonic oder andere Komponenten – für unsere Kunden bieten wir die besten Produkte zu besten Konditionen. Bei Bedarf unterstützen wir Sie auch bei der Inbetriebnahme und im Bereich After Sales.

Testen Sie gleich unseren Konfigurator. Dort können Sie sich die für Ihre Anwendung passende Motor-Regler-Kombination einfach zusammenstellen. Falls Sie weitere Beratung oder Hilfe benötigen, stehen wir Ihnen natürlich auch gerne persönlich zur Verfügung.

Hier finden Sie alle Informationen bezüglich der Abkündigung, sowie Katalogmaterial für die Nachfolgeserie:  Abkündigung MINAS A4 Serie

Die Geschichte von Servomotoren

Der Begriff Servomotor setzt sich aus den beiden lateinischen Wörtern Servo und Motor zusammen. Der Begriff „Servo“ leitet sich vom lateinischen "servus" ab, was so viel wie Sklave, Diener oder Helfer bedeutet und beschreibt damit die ursprüngliche Aufgabe eines Servomotors, als Hilfs- bzw. Stellantriebe in Anlagen und Maschinen. Der Begriff Motor leitet sich von „moto“ (Ich bewege) ab.

Die Vorgeschichte des Servomotors schrieb Charles Wheatstone mit seinem ersten Linearmotor, den er 1845 der Öffentlichkeit vorstellte. Ein flacher Linearmotor, der eigentlich der Erforschung der elektromagnetischen Zusammenhänge nutzte.
Auch Prof. Jacobi (St. Petersburg) stellte einen frühen Linearmotor vor, der über einen Mechanismus eine Drehbewegung erzeugte und als Alternative für Dampfzylinder eingesetzt wurde. Im Gegensatz zu rotativen Elektromotoren, die unendlich in eine Richtung drehen können, haben Linearmotoren einen begrenzten Hub, mit Ausnahme des Bahnbereichs. Erst mit der Transistortechnik wurde es möglich, Elektromotoren und speziell Linearmotoren so anzusteuern, dass man ihre Bewegung kontrollieren konnte.

Ab ca.1970 wurde der Begriff Servomotoren eingeführt und erst diese – damals neue-Technik ermöglichte den Linearmotoren allmählich den Durchbruch. Linearmotoren wurden zu Beginn vor allen im Halbleiterfertigung oder Werkzeugmaschinen eingesetzt, Schwachpunkt war dabei, der nicht zu unterschätzende konstruktive Zusatzaufwand in Form von Lagerung und Sensorik.

Die ersten tubularen Linearmotoren mit externer Sensorik und Lagerung kamen in den achtziger Jahren nach und nach auf den Markt. Eine weitere Innovation gab es 1996, mit den industriellen tubularen Linearmotoren (industrial linear motor) mit integrierter Lagerung und Positionssensorik.

Dieser beschränkte Einsatz lag daran in den schlechten Wirkungsgraden der so genannten Linearverstärker mit Leistungstransistoren und der begrenzten Lamellenspannung der Kommutatoren an Gleichstrommaschinen von ca. 200 V. Durch die analoge Regelung der Antriebe, war der Funktionsumfang stark eingeschränkt, was bedeutete, dass jede Erweiterung der Funktion einen erheblichen Aufwand mit sich brachte.

Die Entwicklung im Bereich der Halbleitertechnik und der modernen Mikro-Controller ermöglichten es, Servosystemen als Hauptantriebe zu fungieren und den Funktionsumfang in der Antriebstechnik deutlich zu steigern.

Was ist ein Servomotor?

Heute sind Servomotoren spezielle Elektromotoren, dessen Aufgabe es ist mit einer konstanten Geschwindigkeit, in Zusammenspiel mit anderen Motoren phasen-/ winkelsynchronisiert zu agieren oder Maschinenteile kontrolliert zu bewegen.

Ein Servomotor in der Maschinenbautechnik besteht für gewöhnlich aus den Komponenten Getriebe, einem digital und Analogwandler, sowie aus Differenz- und Leistungsverstärkern. einem Rotor, einem Stator, dem Leistungsanschluss; ausgeführt als Stecker oder Klemmenkasten, einem Feedback-System mit Anschluss.

Definition Servomotor

Servomotoren unterscheiden sich nicht im Antriebsprinzip sondern in den Regelungsmöglichkeiten. Als Asynchronmotor, Synchronmotor oder Gleichstrommotor werden sie in einem geschlossenen Regelkreis betrieben.
Durch die Schachtelung (sog. Kaskadierung) der Regelkreise sind Kombinationen möglich und ermöglichen so eine Anpassung an verschiedenste Anwendungen.

Servomotoren können auf ihre Nenndrehzahl in Sekundenbruchteilen beschleunigen oder abbremsen und lassen sich somit als hochdynamische Antriebe zur Regelung von Winkeln, Lagen und Wegen einsetzen.

Ebenso kann ein elektrischer Schrittmotor eingesetzt werden, allerdings hat er durch den Verzicht auf Sensorik und Regelkreis gerade bei hohen Lasten Nachteile gegenüber dem Servomotor. Weitere Vorteile sind ihr niedriges Gewicht und kompakte Bauweise.

Funktionsprinzip
Ein Ring aus Permanentmagneten am Rotor des Motors induziert in einer Spule eine Wechselspannung deren Frequenz der Drehgeschwindigkeit proportional ist.

Servoantrieb – Servoregler

Die Kombination aus Servomotor und Servoregler, ermöglicht erst den Einsatz als Servoantrieb. Bei unseren Panasonic Motoren ist der dazugehörige Regler standardmäßig mit dabei.

Der Elektromotor, der zusätzlich mit einem Drehwinkelsensor zur Positionsbestimmung ausgestattet ist, übermittelt kontinuierlich die aktuelle Drehposition der Motorwelle (bzw. des Rotors) an eine meist außerhalb des Motors angebracht Regelelektronik, dem Servoregler.

Dieser regelt und vergleicht dann entsprechend die Bewegung des Motors an einem oder mehreren Ist- / Sollwerten – wie etwa Soll-Winkelposition der Welle oder Solldrehzahl und berechnet daraus das Bewegungssignal (Stromsteuersignal) für den Servomotor. Dieser Ablauf des Soll-Istwert Abgleiches wiederholt sich und generiert so lange ein neues Steuersignal bis der aktuelle Wert im Toleranzrahmen des Sollwertes rangiert. Dadurch erreicht man – auch bei sich verändernden Lasten – gleichmäßige Fahrprofile. Diese Regelung heißt Controller, Servoverstärker oder Regler.

Zur Geschwindigkeitsregelung kommen vom Rotor des Motors gespeiste oder mit ihm gekoppelte Frequenzgeneratoren zum Einsatz. Für die Positions- bzw. Winkelerfassung werden u.a. Hall-Sensoren, Spulen, Drehencoder oder auch (selten) Potentiometer verwendet.

Servoverstärker

Ohne integrierten Servoverstärker, können sich viele Motoren nicht selbst drehen. Nur Servomotoren mit integriertem Servoverstärker können ohne externe Komponenten, nach Anlegen einer Versorgungsspannung, im Servobetrieb selbstständig Drehmoment, Drehzahl oder Position regeln. Dies erfolgt nach Vorgaben über digitale beziehungsweise analoge Eingänge oder über einen Busanschluss.

Trotzdem werden Motoren, die einen externen Servoverstärker benötigen, als Servomotoren bezeichnet, im Sprachgebrauch hat es sich so durchgesetzt. Diese stellen sogar nach wie vor den größten Anteil der Servomotoren dar.

Einsatz von Servomotoren

Servomotoren kommen in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz. Zum einen findet man diese in Produktionsstätten, z.B. Industrieroboter, Positionierantriebe, Fördertechnik, Verpackungsindustrie zum anderen auch in Autos, z.B. Scheibenwischer oder automatische Sitzverstellung.

Im Privaten sind Servomotoren bei Modellbauern beliebt, da sie sich hervorragend für ferngesteuerte Modelle wie Fahrzeuge, Boote oder Flugzeuge eignen und in alltäglichen Geräten, im DVD-Player, zur Geschwindigkeitsregelung des Spindelmotors, sind sie ebenfalls zu finden. Immer wenn hohe Drehmomente und schnelle, präzise Bewegungen gefordert werden, haben sich Servoantriebe bestens bewährt.

Weitere Anwendungsbereiche finden sich im Flugbereich und beim Militär als Anzeigeinstrumente, da sie Drehpulsinstrumenten in Sachen Zuverlässigkeit weit überlegen sind. Servomotoren gibt es außerdem mit Feldbusschnittstellen auch als Kompaktantriebe in der Automatisierungstechnik.

 
 
Hubert Hausjell

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Herr Hubert Hausjell
Telefon: +49 80 92 81 89 11
E-Mail: h.hausjell@ghv.de

 
 
 

Unser Angebot für Servomotoren - Servosysteme


 
 
Panasonic A4-Serie

A4 - Serie

Die inzwischen abgekündigte A4 - Serie von Panasonic bietet Servomotoren im Leistungsbereich von 0,05 bis 5 kW (200V).
Bei uns weiterhin lieferbar.

Panasonic A5-Serie

A5 - Serie

Die universell einsetzbare A5 - Serie gibt es in den Varianten mit EtherCAT und RTEX im Leistungsbereich von 0,05 bis 15 kW (200 / 400V).

Panasonic A6-Serie Servomotoren

A6 - Serie

Die Brandneue High Performance Panasonic A6 - Serie bietet Ihnen mit Ihnen mit dem 23 bit Encoder eine extrem schnellen Regelung.
Modbus RTU on Board, RTEX und EtherCAT Varianten sind verfügbar.
Leistungsbereich von 0,05 - 5 kW (200V).

 
MOOG Animatics SmartMotor™

MOOG Animatics SmartMotor™

Die SmartMotor™ ist ein hochprogrammierbares, integriertes Servosystem, das aus einem Motor, einem Encoder, einem Verstärker, einer Steuerung, RS-232/RS-485-Kommunikation und IO´s besteht.

 
 
 
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