Permanentmagnet für Servomotor

Um die beste Leistung Ihres Servomotors zu erzielen, benötigen Sie einen Permanentmagneten, der den größten magnetischen Fluss erzeugt. Auf diese Weise kann es mit dem Feld des Rotors interagieren, um ein Drehmoment zu erzeugen. Bei PM-Motoren wird diese Wechselwirkung als „magnetische Ausprägung“ bezeichnet und variiert je nach Position des Rotors relativ zum Statorfeld.

Im Gegensatz zu Gleichstrommotoren mit gewickeltem Feld benötigen Permanentmagnetmotoren keinen Erregerstrom, um einen magnetischen Fluss in der Statorwicklung zu erzeugen. Dadurch entfallen Feldspulen und die Größe des Motors wird reduziert. Dadurch sind PM-Motoren kostengünstiger und effizienter als andere Gleichstromkonstruktionen. Um ordnungsgemäß zu funktionieren, müssen sie jedoch mit einer präzisen Steuerungsausrüstung betrieben werden. Darüber hinaus kann ein Permanentmagnetmotor seinen Magnetismus verlieren, wenn die Temperatur über seine Curie-Temperatur steigt – an diesem Punkt verlieren die Magnete ihre magnetische Anziehungskraft und werden entmagnetisiert.

Ein PM-Motor erzeugt eine Gegen-EMK-Spannung, die zur Erzeugung eines Drehmoments verwendet werden kann, indem der Strom durch den Motor geleitet wird. Dies kann durch Verstärkung oder Gegenrichtung des Magnetfeldes erfolgen. Durch die Verstärkung des Feldes wird die Drehmomenterzeugung erhöht, während durch die Entgegensetzung des Feldes die Stärke des Feldes begrenzt und die Gegen-EMK-Spannung verringert wird, wodurch diese Spannung frei wird, um den Motor auf höhere Drehzahlen anzutreiben.

Bei einem Permanentmagnet-Servomotor regelt der Antrieb den Motorstrom entsprechend der Drehzahl des Rotors. Es verwendet Rückmeldungen für Kommutierungs-, Geschwindigkeits- und Positionsinformationen, um die richtigen Ströme zu berechnen, die für eine optimale Wellendrehung an die richtigen Motorphasen geleitet werden.

Der Antrieb erkennt auch die Rotorposition, indem er hochfrequente Wechselstromsignale an die Motorklemmen einspeist. Diese Signale werden vom Antrieb als Änderungen in der Impedanz der Anschlüsse des inneren Permanentmagnetmotors (IPM) erkannt. Der Antrieb bestimmt dann den Versatzwinkel des IPM-Motors, der den Abstand zwischen der Hochfrequenzsignal-Injektionsachse und der Magnetpolachse des Rotors darstellt.

Die Klemmenimpedanz des IPM-Motors variiert je nach Einspritzwinkel und erreicht ihr Maximum bei 90 elektrischen Grad von der Hauptflussachse (d-Achse) des Rotors. Dieser Impedanzunterschied wird als magnetische Ausprägung bezeichnet und zur Erkennung der Rotorposition verwendet.

Ein häufiges Problem mit Permanentmagnetmotoren besteht darin, dass sie Seltenerdmagnete wie Neodym und Samarium verwenden müssen, deren Abbau umweltbelastend ist und deren Preise auf dem Markt schwanken. Dies kann die Vorabkosten eines PMACM sowie die Komplexität und Betriebskosten seiner Steuerungssysteme erhöhen. Um dieses Problem zu lösen, verwenden PM-Antriebe eine Rückkopplung mit geschlossenem Regelkreis, um die Rotorposition über Sensoren zu verfolgen und den Eingangsstrom anzupassen, um eine kontinuierliche Wellendrehung sicherzustellen. Das Ergebnis ist ein Hochleistungsservomotor, der überragende Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz bietet. Dies gilt insbesondere in Verbindung mit einer KEB-Federspeicherbremse.