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SERVOANTRIEB Direkter Anschluss von Servomotor und Resolver an 12-mm-Busklemme

Autor / Redakteur: Javier Manchado / Reinhard Kluger

Die Servoklemme EL7201 für das Beckhoff EtherCAT-Klemmensystem integriert im Standardklemmengehäuse einen vollständigen Servoverstärker für Motoren bis 200 W. Durch die Einbindung in das EtherCAT-I/O-System werden der Verdrahtungs- und Inbetriebnahmeaufwand erheblich vereinfacht sowie der Platzbedarf und die Kosten reduziert.

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Die Synchron Servomotoren AM3100 bieten in Kombination mit der Servoklemme EL7201 eine extrem kompakte und hochdynamische Antriebslösung im Leistungsbereich bis 130 W.
Die Synchron Servomotoren AM3100 bieten in Kombination mit der Servoklemme EL7201 eine extrem kompakte und hochdynamische Antriebslösung im Leistungsbereich bis 130 W.
( Archiv: Vogel Business Media )

In der Vergangenheit hat sich der Applikateur bei vielen seiner Anwendungen die Frage gestellt „Brauche ich dafür wirklich Servomotoren oder besteht auch die Möglichkeit einer Lösung mit Schrittmotoren?“ Oft wurde auf diverse Vorteile der Servomotoren verzichtet. Grund hierfür war, dass der Einsatz von Servomotoren in einer Applikation immer sehr kostenintensiv gewesen ist. Die Gründe dafür liegen auf der Hand. Für den Betrieb eines Servomotors ist üblicherweise ein hoher Elektronikaufwand nötig. Eine genaue Positionierung ist nur mit einem Feedbacksystem möglich. Diese beiden Aspekte wirken sich stark auf den Preis aus. Aus dieser Sicht war die Verwendung von Schrittmotoren für viele Applikateure die günstigere Variante. Dieser kann, durch das interne Zählen seiner Schritte, eine bestimmte Position erreichen und spart dadurch das Feedbacksystem ein.

Den Kostenvorteil im Fokus

Ein weiterer Kostenvorteil ist die einfachere Ansteuerung des Schrittmotors. Ein Servomotor benötigt eine weitaus umfangreichere und aufwendigere Ansteuerung als ein Schrittmotor. Dafür ist üblicherweise ein hoher Verdrahtungs- und Parametrierungsaufwand nötig. Zudem brauchen Servoverstärker heutzutage viel Platz. Sie müssen im Schaltschrank, separat zur Steuerung, platziert und mit Hilfe eines geeigneten Bussystems mit der Steuerung verbunden werden. Dies führt schließlich zu einem erhöhten Platz-, Verdrahtungs- und Kostenaufwand. „Aber warum dann überhaupt ein Servomotor, wenn der Schrittmotor auch ohne Feedbacksystem positionieren kann?“ fragt sich der Applikateur. Diese berechtigte Frage lässt sich durch eine genaue Betrachtung beantworten.

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Das Können des Servomotors nutzen

Die Positionierung eines Schrittmotors mit Hilfe der internen Schrittzählung ist in der Genauigkeit begrenzt, da der Motor innerhalb eines Schrittes beim Lastwechsel schwanken kann. Ein weiterer Nachteil ist der Drehmomentabbau bei Drehzahlanstieg. Das kann zusätzlich zu Positionierungenauigkeiten führen. Durch das geringere Drehmoment, bei zu hoher Belastung, kann es zu Schrittverlusten kommen, sodass sich der interne Zähler „verzählt“. Durch ein geeignetes Feedbacksystem kann dies verhindert werden. Letztendlich schwindet der Kostenvorteil des Schrittmotors gegenüber dem Servomotor. Der Servomotor bietet vielfältige Vorteile, die zu einer effizienteren und leistungsfähigeren Anwendung der Applikation führen können.

  • Der Servoantrieb erreicht eine sehr hohe Genauigkeit für Anforderungen höchster Präzision.
  • Servomotoren haben einen deutlich höheren Wirkungsgrad.
  • Ein Servomotor ist überlastbar und verfügt daher über eine weitaus höhere Dynamik als ein Schrittmotor.
  • Das hohe Drehmoment ist bis zu einer hohen Drehzahl belastungsunabhängig.
  • Der Einsatz eines Servomotors reduziert die Wartung auf ein Minimum.

All diese Vorteile kann der Anwender mit Hilfe der neuen Beckhoff-Servoklemme EL7201 nutzen. Die Integration in die Steuerung und die geringe Bauform der Klemme bieten diverse Vorteile. Zum einen ist damit eine zusätzliche Kommunikationsschnittstelle zur Steuerung nicht mehr nötig und zum anderen führt dies zu einer erheblichen Reduzierung des Platzbedarfs. Mit der EtherCAT-Servomotorklemme hat der Anwender die Möglichkeit kompakte und kostengünstige Anlagen zu konstruieren, ohne auf die Vorteile eines Servomotors verzichten zu müssen.

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