Servomotor vs. Induktionsmotor
Motoren sind die Klasse der elektromechanischen Geräte, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Bei manchen Anwendungen wird reines Drehmoment benötigt, um einen Mechanismus anzutreiben, und bei manchen Anwendungen müssen die Position und die Drehgeschwindigkeit des Mechanismus gesteuert werden. Der Induktionsmotor liefert ein reines unkontrolliertes Drehmoment, während Servomotoren ein kontrolliertes Drehmoment liefern, wobei die Geschwindigkeit und die Position der Welle (Rotor) eingestellt werden können.
Mehr über Induktionsmotoren
Basierend auf den Prinzipien der elektromagnetischen Induktion wurden die ersten Induktionsmotoren unabhängig voneinander von Nikola Tesla (1883) und Galileo Ferraris (1885) erfunden.
Der Induktionsmotor besteht aus zwei Hauptteilen, dem Stator und dem Rotor. Der Stator im Induktionsmotor ist eine Reihe konzentrischer Magnetpole (normalerweise Elektromagnete), und der Rotor ist eine Reihe geschlossener Wicklungen oder Aluminiumstangen, die ähnlich wie ein Käfigläufer angeordnet sind; daher der Name Käfigläufer. Die Welle zur Abgabe des erzeugten Drehmoments verläuft durch die Rotorachse. Der Rotor ist innerhalb des zylindrischen Hohlraums des Stators platziert, aber nicht elektrisch mit einem externen Stromkreis verbunden. Es werden keine Kommutatoren, Bürsten oder andere Verbindungsmechanismen verwendet, um den Rotor mit Strom zu versorgen.
Wie jeder Motor verwendet er magnetische Kräfte, um den Rotor zu drehen. Die Anschlüsse in den Statorspulen sind so angeordnet, dass entgegengesetzte Pole auf der genau gegenüberliegenden Seite der Statorspulen erzeugt werden. In der Startphase werden entlang des Umfangs periodisch wechselnde Magnetpole erzeugt. Dies erzeugt eine Änderung des Flusses über den Wicklungen im Rotor und induziert einen Strom. Dieser Strom erzeugt im Rotor ein Magnetfeld und die Wechselwirkung zwischen dem Statorfeld und dem induzierten Feld treibt den Motor an.
Induktionsmotoren sind für den Betrieb mit ein- und mehrphasigen Strömen ausgelegt; Letzteres für Hochleistungsmaschinen, die ein großes Drehmoment erfordern. Die Drehzahl der Induktionsmotoren kann entweder über die Anzahl der Magnetpole im Statorpol oder über die Frequenz der Eingangsstromquelle gesteuert werden. Der Schlupf, ein Maß für das Drehmoment des Motors, gibt Aufschluss über den Motorwirkungsgrad. Da die kurzgeschlossenen Rotorwicklungen einen kleinen Widerstand haben, induziert ein kleiner Schlupf einen großen Strom im Rotor und erzeugt ein großes Drehmoment. Die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ist jedoch langsamer als die Frequenz der Eingangsleistungsquelle (oder die Rotationsgeschwindigkeit des Statorfelds). Induktionsmotoren haben keine Rückkopplungsschleifen zur Steuerung des Motors.
Mehr über Servomotoren
Technisch gesehen ist ein Servomotor jeder Motor, der eine Rückkopplung und einen geschlossenen Regelkreis hat, und er ist nur ein Teil eines Servomechanismus, in dem die negative Rückkopplung verwendet wird, um die Leistung des Motors zu steuern.
Aber häufig verwendete Industrie-Servomotoren sind normale AC-Induktionsmotoren mit zusätzlichen Funktionen wie einem Rotor mit geringer Trägheit, einer Bremse mit hohem Drehmoment und einem eingebauten Encoder für Geschwindigkeits- und Positionsrückmeldung. Alle diese Komponenten arbeiten zusammen mit einem Servoantrieb. Servomechanismen mit Gleichstrommotoren werden häufig in funkgesteuerten Geräten verwendet, übliche Instrumente, die eine geringe Leistung und hohe Präzision erfordern.
Der Stator des DC-Servomotors besteht normalerweise aus Permanentmagneten, die um 90° um den Rotor herum angeordnet sind. Servomotoren sind so ausgelegt, dass sie ein relativ konstantes Drehmoment liefern und eine geringe Trägheit aufweisen. Die Eingabe an einen Servomotor erfolgt in Form von Impulsen, und bei jedem Impuls dreht sich der Motor um einen endlichen, genauen Betrag.
Servomotoren können ein hohes Drehmoment liefern und die Position und die Geschwindigkeit des Motors können gesteuert werden. Daher werden Servomotoren in großem Umfang in Robotik- und Steuerungssystemen verwandten Anwendungen eingesetzt.
Was ist der Unterschied zwischen Induktionsmotor und Servomotor?
• Der Servomotor hat ein negatives Feedback-System mit geschlossenem Regelkreis, während der allgemeine Induktionsmotor über Feedback-Mechanismen (im eingebauten Encoder) verfügt.
• Geschwindigkeit und Position des Servomotors können präziser eingestellt und gesteuert werden, während bei Induktionsmotoren nur die Geschwindigkeit eingestellt werden kann.
• Servomotoren haben eine geringe Trägheit, während der Rotor eines Induktionsmotors eine höhere Trägheit hat.
• Der Servomotor ist eine Klasse gesteuerter Motoren und kann ein Induktionsmotor oder ein anderer Typ sein.
