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EIN Servomotor oder Servomechanismus (oft abgekürzt mit Servo) ist ein Gerät zur automatischen Steuerung eines mechanischen Systems arrangieren, ohne direkte mechanische Verbindung.
Zum Beispiel die Position eines Meißels auf dem Schlitten einer Drehmaschine; das Tempomat von a Wagen; die Position des Aufzug von a Flugzeug; und so weiter. Der Anschluss erfolgt über eine elektrische, hydraulisch oder pneumatischAntrieb.
Der Servomechanismus verwendet das Konzept von Negative Rückmeldung von dem Steuerungstechnik: Die Leistung des Mechanismus ist eine Funktion der Differenz zwischen der gewünschten und der gemessenen Position des mechanischen Systems, um dem Fehler entgegenzuwirken.
Das Servolenkung und Servobremsen in einem Auto ist streng genommen nicht wirklich ein Servomechanismus, sondern ein mechanische Verstärkung: das Lenkrad spürt nur die Kraft des Fahrers und kennt nicht die gewünschte Position, in der sich das Lenkrad laut Fahrer befinden soll; es gibt kein Feedback.
In der Robotik werden Servos verwendet, um beispielsweise einen Arm oder ein Bein zu bewegen.
Servomotoren für industrielle Anwendungen
Servomotoren werden für industrielle Anwendungen verwendet, bei denen ein Antrieb genau oder hochdynamisch sein muss. Die meisten Servomotoren sind AC-Servomotoren. Das Feedback ist normalerweise a Encoder oder ein Resolver. Früher waren DC-Servos üblich, mit einem Tacho für den Verstärker und einem Encoder für die Achssteuerung als Feedback.
Ein Servomotor wird von einem Servoverstärker gesteuert. Außerdem ist eine Achssteuerung erforderlich. Verstärker und Achssteuerung sind oft in einem Gerät integriert.
Servos im Modellbau
Servos verwendet in radiographisch kontrolliert maßstabsgetreue Modelle oder Robotik bestehen aus a Elektromotor, ein assoziierter Potentiometer und Steuerelektronik.
Im Servo wird ein Referenzsignal erzeugt. Das Servo vergleicht ständig das Steuersignal mit dem Referenzsignal. Sobald ein Differenzsignal anliegt, lässt die Steuerung den Motor nach links oder rechts drehen, wobei ein Potentiometer das Referenzsignal einstellt. Sobald das Differenzsignal Null ist, stoppt der Stellmotor. Das ist ein proportional Steuerung, d.h. die Position des Servos folgt der Position des Aktuators, z.B. ein Joystick.
Dies hat den Vorteil, dass das Ergebnis begrenzt werden kann. Beispielsweise kann bei funkgesteuerten Tankfahrzeugen die Drosselklappe stufenlos geregelt werden. Das Servo blockiert nicht und brennt durch.
Das Steuersignal für die Modellierservos wird durch Pulsdauermodulation übertragen. Der Motor hat eine Standard-Versorgungsspannung von 5 Volt und ein Steuersignal mit einer Nennwiederholfrequenz von 50 Hz und einer Pulsdauer von 0,5 bis 2 Millisekunden. Die Pulsdauer bestimmt die Drehposition. Die meisten Servos haben einen begrenzten Drehwinkel; maximal 180 Grad.
Als Antriebe können bidirektionale Gleichstrommotoren verwendet werden. Dies sind 360-Grad-Servos. Das Steuersignal wird in eine Drehrichtung und Kraft oder Geschwindigkeit umgewandelt. Sie sind also keine Drehstellungsservos.