Was ist ein Servomechanismus?

Was ist ein Servomechanismus?

Definition des Servomechanismus

Ein Servomechanismus ist ein automatisiertes Steuerungssystem, das darauf ausgelegt ist, den Systemausgang auf einem gewünschten Niveau mithilfe von Rückkopplungsschleifen zu halten.

Komponenten

Das System beinhaltet eine gesteuerte Vorrichtung, einen Ausgabesensor und ein Rückkopplungssystem, um die Leistung der Vorrichtung zu überwachen und anzupassen.

Grundlagen des Servomotors

Ein Servomotor besteht aus einem kleinen Gleichstrommotor, der mit einem Getriebesystem und einem Potentiometer zur präzisen Steuerung ausgestattet ist.

Funktionsprinzip des Servomotors

Ein Servomotor ist im Grunde ein Gleichstrommotor (in manchen Sonderfällen ein Wechselstrommotor) zusammen mit speziellen Komponenten, die einen Gleichstrommotor zu einem Servomotor machen. In einer Servoeinheit finden Sie einen kleinen Gleichstrommotor, einen Potentiometer, ein Getriebe und eine intelligente Schaltkreissteuerung. Die intelligente Schaltkreissteuerung zusammen mit dem Potentiometer ermöglicht es dem Servomotor, gemäß unseren Wünschen zu rotieren. Wie wir wissen, rotiert ein kleiner Gleichstrommotor mit hoher Geschwindigkeit, aber das durch seine Rotation erzeugte Drehmoment reicht nicht aus, um selbst leichte Lasten zu bewegen.

Hier kommt das Getriebesystem innerhalb des Servomechanismus ins Spiel. Das Getriebesystem nimmt die hohe Eingangsgeschwindigkeit des Motors (schnell) und gibt an der Ausgangsstelle eine Geschwindigkeit ab, die langsamer als die ursprüngliche Eingangsgeschwindigkeit, aber praktischer und breit anwendbarer ist.

Zunächst wird die Welle des Servomotors so positioniert, dass der Potentiometerknopf kein Signal erzeugt. Dieses Signal vom Potentiometer und ein externes Signal werden in einen Fehlerdetektor-Verstärker eingespeist. Der Verstärker verstärkt dann die Differenz zwischen diesen Signalen, um den Motor zu steuern.

Dieses verstärkte Fehlersignal dient als Eingangsleistung des Gleichstrommotors, und der Motor beginnt, in die gewünschte Richtung zu rotieren. Während sich die Motorwelle weiterbewegt, dreht sich auch der Potentiometerknopf, da er über das Getriebe mit der Motorwelle gekoppelt ist.

Während der Potentiometerknopf sich dreht, erzeugt er ein Signal, das mit seiner Rotation zunimmt. Sobald die gewünschte Position erreicht ist, stimmt dieses Signal mit dem externen Signal überein, das dem Verstärker zugeführt wird, und der Motor stoppt.

In diesem Zustand gibt es kein Ausgangssignal vom Verstärker zum Motoreingang, da es keinen Unterschied zwischen dem extern angewendeten Signal und dem am Potentiometer erzeugten Signal gibt. Da das Eingangssignal zum Motor an dieser Position null ist, hält der Motor mit der Rotation inne. So funktioniert ein einfacher konzeptioneller Servomotor.

 Anwendung

Diese präzise Steuerung macht Servomotoren ideal für Anwendungen, bei denen eine genaue Positionierung entscheidend ist.