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Regelung von Servomotoren ohne den Einsatz von Encodern

Präzise und zuverlässig

Servomotoren finden durch den zunehmenden Grad der Automatisierung immer mehr Einsatz. Dabei entstehen neue Anwendungsfelder, die lediglich einfache Anforderungen hinsichtlich Kontrolle, Dynamik, Wirkungsgrad oder Präzision stellen. Um hier auf die Vorteile servogeregelter Antriebe zurückgreifen zu können, stellen kostengünstige Antriebe mit Servofunktionen eine alternative Lösung dar.

Bild: ©srki66/Fotolia.com
Servoantriebe für Laufbänder mit sensorloser Geschwindigkeitsregelung

Ein herkömmlicher Servomotor besteht aus Grundmotor, Encoder und Anschlusssteckern. Damit Servoantriebe in Drehmoment, Drehzahl und Position geregelt werden können, muss die Lage des Rotors bekannt sein. Der Encoder, fest verbunden mit der Motorwelle, erfasst die Rotorlage und es wird eine sinusförmige Wechselspannung in die Motorwicklungen eingespeist. Das Manko bisheriger Servomotoren sind jedoch die Kosten. Der Preis eines Encoders bei kleineren Motoren liegt weit über dem Motorpreis. Um für den Maschinenbauer die Kosten in der Erstinvestition zu reduzieren, bedarf es einer Lösung mit Verzicht auf den kostenintensiven Encoder, ohne dass das Antriebssystem an Präzision und Dynamik verliert.

Zwei Verfahren - eine Technologie

Die Jenaer Antriebstechnik GmbH (JAT) hat zwei Verfahren entwickelt, bei denen die aktuelle Position und die Geschwindigkeit des Rotors vom Servoverstärker ohne Encoder ermittelt und geregelt werden: das Hochfrequenz- und das Flussverfahren. Beide Möglichkeiten beruhen auf den magnetischen und sättigungsabhängigen Eigenschaften des Motors. Sowohl niederpolige als auch hochpolige Servomotoren mit Sinuskommutierung können damit betrieben werden. Es wird ein Motor-Idealmodell erstellt, bei dem konstruktive Eigenschaften definiert werden und somit das Verhalten, sprich bei welcher Spannung welche Drehzahl erreicht wird, vorhergesagt werden kann.

Jenaer Antriebstechnik GmbH

Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 7 2017 - 10.07.17.
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