AC-Servomotor und DC-Servomotor sind zwei Arten von Servomotoren. In diesem Artikel gehen wir kurz auf einige der Hauptunterschiede zwischen AC- und DC-Servomotoren und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile ein. Beginnen wir jedoch mit einigen Grundlagen.

DC-Servomotor

1. Klassifizierung

DC-Servomotoren werden in bürstenbehaftete und bürstenlose Servomotoren unterteilt.

Bürstenbehafteter Gleichstrom-Servomotor – der Motor ist kostengünstig, einfach aufgebaut, hat ein großes Anlaufdrehmoment, einen großen Drehzahlbereich, ist einfach zu steuern, erfordert Wartung (Austausch der Kohlebürsten), erzeugt elektromagnetische Störungen und stellt Anforderungen an die Umwelt.

Bürstenloser Gleichstrom-Servomotor – der Motor ist klein, leicht, hat eine große Leistung, reagiert schnell, hat eine hohe Geschwindigkeit, eine geringe Trägheit, ein stabiles Drehmoment, ist leicht intelligent und seine elektronische Kommutierungsmethode ist flexibel. Der Motor ist wartungsfrei und hat keinen Kohlebürstenverlust. Er hat einen hohen Wirkungsgrad, eine niedrige Betriebstemperatur, einen geringen Geräuschpegel, eine geringe elektromagnetische Strahlung und eine lange Lebensdauer. Er kann in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden.

In einem DC-Servomotor gibt es einen Gleichstrom (DC) mit positiven und negativen Anschlüssen. Zwischen jedem dieser Anschlüsse fließt der Strom in genau der gleichen Richtung. Die Bürsten im Motor müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Allerdings kann die Lebensdauer dieser Bürsten durch regelmäßige Wartung verlängert werden. Bei DC-Servomotoren ist die Stromregelung viel einfacher als bei AC-Servomotoren.

2. Zweck

Gleichstrom-Servomotoren werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine präzise Steuerung ohne Anschluss an eine Wechselstromquelle erfordern. Zum Beispiel: Roboterarme, AGV-Räder, industrielle Automatisierungsgeräte, Drucker, Indexierer und alles, was zur genauen und präzisen Ausführung von Aufgaben benötigt wird.

AC-Servomotor

1. Klassifizierung

Die beiden Haupttypen von AC-Servomotoren sind Synchronmotoren und Induktionsmotoren.

Ein Induktions-Wechselstrommotor ist ein Asynchronmotor, dessen Drehzahl von der Frequenz des entsprechenden Stroms abhängt. Es ist der am weitesten verbreitete Motor in Alltagsgeräten.

Synchrone AC-Servomotoren verwenden Permanentmagnete und erzeugen ein Nenndrehmoment bei präzisen Synchrongeschwindigkeiten. Seine Rotorgeschwindigkeit hängt mit der des Stators zusammen, da beide synchron rotieren. Synchrone Wechselstrommotoren sind auch wichtige aktive Komponenten in Bohrmaschinen und anderen hochpräzisen Werkzeugen.

Darüber hinaus können AC-Servomotoren auch in zwei Typen unterteilt werden: 2-Phasen- und 3-Phasen-AC-Servomotoren. Die meisten AC-Servomotoren sind Zweiphasen-Käfigläufermotoren. Sie werden in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch eingesetzt. Dreiphasen-Käfigläufer-Induktionsmotoren werden heute in Anwendungen eingesetzt, die Hochleistungssysteme erfordern.

In einem AC-Servomotor funktioniert Wechselstrom (AC) in umgekehrter Reihenfolge. Jede Sekunde wechselt der Strom unzählige Male. AC-Servomotoren können mit unterschiedlichen Spannungen leichter umgehen als DC-Servomotoren.

2. Bewerbung

AC-Servomotoren verfügen über einen Encoder, der von der Steuerung für Feedback und Regelung im geschlossenen Regelkreis verwendet wird. AC-Motoren können hochpräzise positioniert und genau so gesteuert werden, wie es die Anwendung erfordert. Es wird häufig in der Robotik, Automatisierung, CNC-Ausrüstung, Geschwindigkeitsreglern, Warmwasserbereitern, Pumpen, Öfen, Rasenmähern, Klimaanlagen und vielen weiteren Anwendungen eingesetzt.

Unterschied zwischen AC-Servomotor und DC-Servomotor

1. Prinzip: Der Gleichstrom-Servomotor wird von einer Gleichstromquelle gespeist und die Geschwindigkeit und Richtung des Motors werden durch Änderung des Magnetfelds zwischen den Elektroden gesteuert; Der AC-Servomotor wird von einer AC-Stromversorgung gespeist und die Geschwindigkeit und Richtung des Motors werden durch Änderung der Richtung und Stärke des Stroms im Anker gesteuert.

2. Geschwindigkeitsregulierungsmethode: Gleichstrom-Servomotoren verwenden normalerweise PWM-Controller, um die Geschwindigkeitsregelung zu erreichen, während AC-Servomotoren normalerweise Vektorregler oder Vektorwechselrichter verwenden, um die Geschwindigkeitsregelung zu erreichen

3. Controller: Der Controller des AC-Servomotors verwendet normalerweise einen SPS- oder PID-Controller, der eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis realisieren kann, sodass der Motor eine höhere Präzision erreichen kann; während der Controller des DC-Servomotors im Allgemeinen einen PWM- oder Analogregler verwendet und die Steuerungsmethode relativ ist einfach.

4. Wartung und Instandhaltung: AC-Servomotoren haben eine längere Lebensdauer der Bürsten und keinen Kommutator, sodass weniger Wartung erforderlich ist; DC-Servomotoren erfordern aufgrund des Vorhandenseins von Kommutatoren und Bürsten eine häufige Wartung.

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5. Stabilität: Der AC-Servomotor weist eine relativ hohe Regelgenauigkeit, eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und eine bessere Stabilität als der Gleichstrom-Servomotor auf, während der Gleichstrom-Servomotor eine relativ geringe Regelgenauigkeit und Reaktionsgeschwindigkeit sowie einen relativ hohen Stabilitätsunterschied aufweist.

6. Geschwindigkeit und Drehmoment: Der AC-Servomotor kann ein hohes Drehmoment erzeugen und eignet sich daher für Arbeitsbedingungen mit hohem Drehmoment und hoher Geschwindigkeit. Gleichstrom-Servomotoren hingegen haben ein begrenztes Drehmoment. So passt es sich an die Arbeitsbedingungen mit begrenztem Drehmoment und begrenzter Drehzahl an.

7. Lärm und Betrieb: Der AC-Servomotor läuft ruhig und gleichmäßig, mit geringem Lärm, und es gibt kein elektronisches (Radiofrequenz-)Rauschenproblem. Bei Gleichstrom-Servomotoren verursacht das Vorhandensein von Bürsten elektronisches (Hochfrequenz-)Rauschen. Darüber hinaus ist der Gleichstrom-Servomotor instabil und laut

8. Gewicht und Größe: AC-Servomotoren sind relativ leicht und klein. Gleichstrom-Servomotoren sind sperrig und schwer.

9. Praktische Anwendungen: AC-Servomotoren werden in Anwendungen wie Robotern, Werkzeugmaschinen, Halbleitergeräten und Flugzeugen eingesetzt. Zu den Anwendungsgebieten von Gleichstrom-Servomotoren gehören Computer, Antriebsmaschinen, gesteuerte Maschinen usw.

Vor- und Nachteile von AC-Servomotor und DC-Servomotor

(1) Vor- und Nachteile des AC-Servomotors

Vorteile: gute Drehzahlregeleigenschaften, gleichmäßige Regelung im gesamten Drehzahlbereich möglich, nahezu keine Schwingungen. Hochgeschwindigkeitssteuerung, hochpräzise Positionssteuerung (abhängig von der Genauigkeit des Encoders), stabiler Betrieb, gute Steuerbarkeit, schnelle Reaktion, hohe Empfindlichkeit und strenge Nichtlinearitätsindikatoren für mechanische Eigenschaften und Einstelleigenschaften. Im Nennbetriebsbereich kann ein konstantes Drehmoment, geringe Trägheit, geringe Geräuschentwicklung, kein Bürstenverschleiß und Wartungsfreiheit erreicht werden.

Nachteile: Die Steuerung ist komplizierter, die Antriebsparameter müssen vor Ort angepasst werden, um die PID-Parameter zu ermitteln, und es sind mehr Anschlüsse erforderlich.

(2) Vor- und Nachteile des Gleichstrom-Servomotors

Vorteile: Präzise Geschwindigkeitsregelung, harte Drehmoment- und Geschwindigkeitseigenschaften, einfaches Steuerprinzip, gute lineare Einstelleigenschaften, schnelle Reaktionszeit, einfach zu bedienen und kostengünstig.

Nachteile: Bürstenkommutierung, Geschwindigkeitsbegrenzung, zusätzlicher Widerstand und Verschleißpartikel (nicht geeignet für staubfreie und explosionsgefährdete Umgebungen).

Daher ist es bei der Auswahl eines Servomotors notwendig, die tatsächlichen Anwendungsszenarien und Anforderungen umfassend zu berücksichtigen, um den am besten geeigneten Typ auszuwählen.