Drehmomentmotor vs. Servomotor

Eine häufig gestellte Frage bezieht sich auf den Unterschied zwischen einem Servomotor und einem Drehmomentmotor. Die kurze und einfache Antwort lautet: Es gibt nicht unbedingt einen Unterschied. Ein Drehmomentmotor kann eine Art Servomotor sein. Ein Servomotor ist ein Motor, der aufgrund eines Sensors, der ein Rückkopplungssignal liefert, eine gute Kontrolle über Position, Beschleunigung und Geschwindigkeit bietet. Dieses Signal wird vom Steuerungsmechanismus des Motors zur Selbstregelung seines Ausgangs verwendet. Das ist ein sogenannter Closed-Loop-Mechanismus. Ein Drehmomentmotor kann z. B. mit einem Encoder ausgeführt sein, der dieses Rückkopplungssignal bereitstellt, wodurch er technisch zu einem Servomotor wird. Aber worin liegt dann der Unterschied zwischen einem Drehmoment-Servomotor und anderen Servomotoren?

Servomotoren

Obwohl Servomotoren aus einer Vielzahl von Motortypen bestehen, ist ein Servomotor meistens ein Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM), der mit einem Regelmechanismus ausgestattet ist. Diese Servomotoren haben im Allgemeinen eine lange Achse, einen kleinen Durchmesser und eine Abtriebswelle. Außerdem haben diese Motoren oft ein zusätzliches Getriebe. Normalerweise werden sie mit einer konform den NEMA-Normen ausgeführten Halterung an der Anwendung befestigt. In diesem Artikel wird für diese Art von Servomotoren der Begriff „herkömmliche Servomotoren“ verwendet.

Drehmomentmotoren

Torquemotoren sind im Allgemeinen auch PMSM-Motoren, die wie herkömmliche Servomotoren mit einem Regelmechanismus ausgestattet werden können. Das Konzept und die Form sind jedoch anders. Ein Torquemotor ist toroidförmig (wie ein Donut). Das heißt, er hat einen großen Durchmesser und eine kurze Achse. Diese Motoren können platzsparend in die Anwendung eingebaut werden, es braucht kein Motor auf der Anwendung montiert zu werden. Außerdem treiben sie die Anwendung direkt an, ohne zusätzliche mechanische Elemente wie Schneckenräder, Riemen oder Riemenscheiben. Aufgrund des Formunterschieds erreichen Torquemotoren hohe Drehmomente, die Drehzahl ist jedoch begrenzt. Ein herkömmlicher Servomotor kann dagegen eine viel höhere Drehzahl erreichen, das Drehmoment ist jedoch viel geringer. Er wird daher häufig mit einem Getriebe ausgestattet, um das gewünschte Verhältnis von Drehzahl zu Drehmoment zu erreichen; dieses Getriebe verringert allerdings die Effizienz und die Genauigkeit.

Conventional servomotor
Herkömmliche Servomotor
An image of a torque motor
Rotor und Stator eines Drehmomentmotors

WELCHER MOTOR IST DER RICHTIGE FÜR SIE?

Für einige Anwendungen, beispielsweise für Rundschalttische, werden Drehmomentmotoren hauptsächlich wegen ihrer höheren Genauigkeit verwendet. Auch in der Lebensmittel- und Gesundheitsbranche werden diese Motoren häufig bevorzugt, weil sie „sauberer“ sind. Sie enthalten kein geschmiertes mechanisches Getriebe und werden speziell für das Produkt entwickelt, um die Anwendung direkt anzutreiben. Für Anwendungen mit hoher Drehzahl und geringem Drehmoment werden hauptsächlich getriebelose herkömmliche Servomotoren verwendet, da sie die gewünschten Drehzahlen erreichen können. Für andere Anwendungen können jedoch beide Motortypen verwendet werden, dies ist in der Regel eine Frage des besten Preis-Leistungs-Verhältnisses. Herkömmliche Servomotoren können mit verschiedenen Getrieben ausgestattet werden, wodurch es relativ einfach ist, die gewünschten Drehzahl-Drehmoment-Verhältnisse unter Verwendung der verfügbaren Motorkonstruktionen zu erzielen. Wenn jedoch ein vorhandenes Drehmomentmotor-Design an Ihre Anwendung angepasst wird, übertrifft es häufig die Leistung der herkömmlichen Servomotoren. Damit wird dann die beste Lösung für die Anwendung erzielt, die bereits auf dem Markt erhältlich ist.