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Servomotoren sind mit Ausnahme der Schrittmotoren im allgemeinen mit
einem Motorgeber ausgestattet. Der Geber ist in das Gehäuse des Motors
integriert und von Außen oft gar nicht erkennbar.
Der Motorgeber übernimmt in vielen Anwendungen eine Doppelfunktion:
Bei der Auswahl des Motorgebers sind deshalb beide Aspekte zu berücksichtigen. Je nach Motortyp und Anwendungsfall muss deshalb der optimale Motorgeber ausgewählt werden. Natürlich ist zu berücksichtigen, welche Motorgeber vom Lieferanten überhaupt unterstützt werden.
| Betriebsart | Mögliche Motorgeber, Erläuterung | ||
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Motorgeber für Gleichstrommotoren |
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Die Stromregelung erfordert prinzipiell keinen Geber. Für
die genaue Drehzahlregelung wird ein Drehzahlgeber benötigt.
Oft wird der gemessene Drehzahlistwert zusätzlich für
die Vorsteuerung der EMK im Stromregelkreis verwendet und so die
Dynamik des Antriebes deutlich verbessert.
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Die Lageregelung erfordert einen inkrementellen Geber. Dieser wird
auch für die Drehzahlregelung verwendet.
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Für die Lageregelung wird ein Multi-turn-Absolutwertgeber benötigt. Dieser wird auch für die Drehzahlregelung verwendet.
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Motorgeber für bürstenlose Gleichstrommotoren |
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Die Stromregelung erfordert prinzipiell einen Kommutierungsgeber. Dieser ist Bestandteil des Motors und durch den Anwender nicht auswählbar.
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Für die Drehzahlregelung wird ein zweiter Motorgeber neben dem Kommutierungsgeber benötigt.
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Die Lageregelung erfordert einen inkrementellen Geber als zweiten Motorgeber. Dieser wird auch für die Drehzahlregelung verwendet.
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Für die Lageregelung wird ein Multi-turn-Absolutwertgeber als zweiter Motorgeber benötigt. Dieser wird auch für die Drehzahlregelung verwendet.
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Motorgeber für Synchronmotoren |
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Die Stromregelung erfordert mindestens einen Single-turn-Absolutwertgeber um die Lage des Polrades eindeutig erkennen zu können. Für die Drehzahl- und Lageregelung wird der gleiche Motorgeber verwendet.
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Für die Lageregelung wird ein Multi-turn-Absolutwertgeber benötigt. Dieser wird auch für die Strom- und Drehzahlregelung verwendet.
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Motorgeber für Asynchronmotoren |
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Die Stromregelung erfordert prinzipiell keinen Geber. Für die hochwertige Drehzahlregelung wird ein Drehzahlgeber benötigt. Oft wird der gemessene Drehzahlistwert zusätzlich für die Vorsteuerung im Stromregelkreis verwendet und so die Dynamik des Antriebes deutlich verbessert. Für die Drehzahl- und Lageregelung wird der gleiche Motorgeber verwendet.
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Für die Lageregelung wird ein Multi-turn-Absolutwertgeber benötigt. Dieser wird auch für die Strom- und Drehzahlregelung verwendet.
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Ist die Art des Motorgebers festgelegt, muss er bezüglich seiner Auflösung endgültig definiert werden. Das heißt:
Die erforderliche Auflösung wird vom Anwendungsfall bestimmt. Soll der Antrieb lagegeregelt betrieben werden, ergibt sich die Auflösung aus der geforderten Positioniergenauigkeit. Die Auflösung sollte so gewählt werden, dass Quantisierungsfehler bei der Digitalisierung des Lageistwertes keinen wesentlichen Einfluss haben. Konkret bedeutet das, dass die Auflösung des Lageistwertes mindestens vier mal so hoch sein sollte wie die geforderte Positioniergenauigkeit. In diesem Fall ist ein "Rauschen" des niederwertigsten Bits im Lageistwert noch verkraftbar.
Bei drehzahlgeregelten Betrieb bestimmt die Auflösung des Drehzahlistwertes die minimale Drehzahl, mit der der Antrieb noch sinnvoll betrieben werden kann. Die Auflösung sollte so gewählt werden, dass bei der durch die Anwendung geforderten Minimaldrehzahl mindestens noch 10 verschiedene Drehzahlstufungen erfassbar sind. Unter dieser Bedingung kann noch mit einem hinreichenden Rundlauf des Antriebes gerechnet werden.
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