Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage Asynchron-Servomotor


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von M. S. (perilun)


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Guten Tag!

Ich versuche mich in das Thema der Elektromotoren einzuarbeiten/
einzulesen.

Leider verstehe ich nicht zu welcher Gruppe der Asynchron-Servomotor
gehört. In der Literatur finde ich vor allem drei Gruppen von Motoren:
Drehstrom-(A)synchronmaschine (Induction Motor), PMSM und DC - Motoren.
Das es kein DC - Motor ist, verstehe ich, jedoch welcher von den anderen
beiden ist es? Wie kann es erkannt werden?

Beispielmotor:

Anschluss: 3 x 400 V
Frequenz: 60 Hz
Polanzahl: 1

Danke!

von Harald W. (wilhelms)


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M. S. schrieb:

> Leider verstehe ich nicht zu welcher Gruppe der Asynchron-Servomotor
> gehört.

Die Vorsilbe "Servo" heisst eigentlich nur, das es sich um einen
Motor für Positionierungen handelt. Mit dem Funktionsprinzip hat
das wenig zu tun.

von M. S. (perilun)


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Harald W. schrieb:
> M. S. schrieb:
>
>> Leider verstehe ich nicht zu welcher Gruppe der Asynchron-Servomotor
>> gehört.
>
> Die Vorsilbe "Servo" heisst eigentlich nur, das es sich um einen
> Motor für Positionierungen handelt. Mit dem Funktionsprinzip hat
> das wenig zu tun.

Das bedeutet das es ein Asynchron-Drehstrommotor (Induction Motor) wäre.

Ist das richtig?

von Harald W. (wilhelms)


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M. S. schrieb:

> Das bedeutet das es ein Asynchron-Drehstrommotor (Induction Motor) wäre.
>
> Ist das richtig?

Es gibt auch Einphasen-Asynchronmotoren. Meist in Form von sog.
Kondensatormotoren.

von M. S. (perilun)


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Harald W. schrieb:
> Es gibt auch Einphasen-Asynchronmotoren. Meist in Form von sog.
> Kondensatormotoren.

Das verstehe ich jetzt nicht!

von hinz (Gast)


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M. S. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Es gibt auch Einphasen-Asynchronmotoren. Meist in Form von sog.
>> Kondensatormotoren.
>
> Das verstehe ich jetzt nicht!

https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensatormotor

von M. S. (perilun)


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Die Frage ist aber über einen dreiphasigen Asynchron Servomotor, welcher 
somit kein Kondensatormotor sein kann.

von hinz (Gast)


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M. S. schrieb:
> Die Frage ist aber über einen dreiphasigen Asynchron Servomotor,
> welcher
> somit kein Kondensatormotor sein kann.

Dein Beispielmotor ist ja auch einpolig...

von M. S. (perilun)


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hinz schrieb:
> M. S. schrieb:
>> Die Frage ist aber über einen dreiphasigen Asynchron Servomotor,
>> welcher
>> somit kein Kondensatormotor sein kann.
>
> Dein Beispielmotor ist ja auch einpolig...

Um aber noch einmal zusammenzufassen. Man kann den Motor auch als 
normalen Induction Motor ansehen?

von Possetitjel (Gast)


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M. S. schrieb:

> Ich versuche mich in das Thema der Elektromotoren
> einzuarbeiten/einzulesen.
>
> Leider verstehe ich nicht zu welcher Gruppe der
> Asynchron-Servomotor gehört.

Das ist, wie der Name sagt (und auch schon erklärt
wurde) ein Asynchronmotor.

"-servo-" sagt nur, dass der Motor für die Anwendung
in einem (Positions-)Regelkreis gedacht ist.


> In der Literatur finde ich vor allem drei Gruppen
> von Motoren: Drehstrom-(A)synchronmaschine (Induction
> Motor), PMSM und DC - Motoren.

Ja.
Es ist übrigens sinnvoll, zwischen dem "Motor" (=rotierende
elektrische Maschine) und dem "Antrieb" (Antriebsbaugruppe
incl. Umrichter etc.) zu unterscheiden.

Dann würden auch solche sinnleere Scheusslichkeiten wie
der "bürstenlose Gleichstrommotor" der Vergangenheit
angehören.


> Das es kein DC - Motor ist, verstehe ich, jedoch welcher
> von den anderen beiden ist es? Wie kann es erkannt werden?

Nun ja... ein Synchronmotor läuft, wie der Name suggeriert,
synchron zum Drehfeld um. Ein Asynchronmotor läuft eben
NICHT synchron um, sondern weist einen sich ständig
vergrößernden Rückstand auf, den man Schlupf nennt.

von Armin X. (werweiswas)


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hinz schrieb:
> Dein Beispielmotor ist ja auch einpolig...

Einpoligen heißt in diesem Fall noch einphasige und hat auch gar nichts 
damit zu tun.
Die Polzahl ist hier die Anzahl der Magntepol(Paare)

Unter Servo würde ich hier interprettieren, dass der Rotor des Motors 
zusätzlich zur Drehzahl auch noch in der rotorischen Lage geregelt wird, 
was beim Synchronmotor einfacher als beim Asynchronmotor ist da dieser 
zum Aufbau eines Drehfeldes prinzipbedingt einen Schlupf zwischen Stator 
und Rotor benötigt.

von M. S. (perilun)


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Die Frage ist mir aufgekommen, weil ich in manchen Quellen gefunden 
habe, dass ein AC Servomotor auf dem Rotor Magnete besitzt und eine 
Drehstrom-(A)synchronmaschine durch Induktion zwischen dem Stator und 
dem Rotor angetrieben wird.

Das verstehe ich eben nicht, weil ich eben auch gedacht hatte, dass ein 
Asynchronmotor faktisch ein Induktion Motor mit einem Sensor zur Messung 
der Positionierung und der Geschwindigkeit ist.

Hier habe ich eben ein Verständnisproblem.

Ausserdem weiß ich nicht ob sie die gleiche Art von Motor-Drehmoment 
Kennlinie besitzen. (Sprich mit Sattelmoment und Kippmoment)?

Weiß an dieser Stelle jemand eine Erklärung?

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


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M. S. schrieb:

> Die Frage ist mir aufgekommen, weil ich in manchen
> Quellen gefunden habe, dass ein AC Servomotor auf
> dem Rotor Magnete besitzt

Dann ist es eine Synchronmaschine.

> und eine Drehstrom-(A)synchronmaschine durch Induktion
> zwischen dem Stator und dem Rotor angetrieben wird.

NEIN !

Eine Synchronmaschine ist eine Synchronmaschine, und
eine Asynchronmaschine ist eine Asynchronmaschine.

Das "A" in der Asynchronmaschine ist kein Sprachfehler!

> Das verstehe ich eben nicht, weil ich eben auch
> gedacht hatte, dass ein Asynchronmotor faktisch ein
> Induktion Motor

Ja!

> mit einem Sensor zur Messung der Positionierung und
> der Geschwindigkeit ist.

Nicht unbedingt.

Alle Motoren können positions- oder geschwindigkeits-
geregelt betrieben, also Bestandteil einer Servoregelung
werden.


> Hier habe ich eben ein Verständnisproblem.

Ich werbe erneut dafür, den schönen und reichhaltigen
Wortschatz unserer deutschen Muttersprache nicht
verkümmern zu lassen und zwischen dem MOTOR (also
der rotierenden elektrischen Maschine) und dem
ANTRIEB zu unterscheiden.

Bei den rotierenden elektrischen Maschinen (den Motoren)
gibt es meines Wissens nur drei Grundbauformen: Den
Synchronmotor, den Asynchronmotor und den Kollektormotor.
Alles andere sind technische Varianten.

Wenn man den Motor selbst durch einen Umrichter und ggf.
Sensoren ergänzt, bekommt man ein komplettes Antriebs-
system, zum Beispiel einen bürstenlosen Gleichstrom-
antrieb, einen Schrittantrieb, einen DC-Servoantrieb
oder ähnliches.

von M. S. (perilun)


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Possetitjel schrieb:
> Ich werbe erneut dafür, den schönen und reichhaltigen
> Wortschatz unserer deutschen Muttersprache nicht
> verkümmern zu lassen und zwischen dem MOTOR (also
> der rotierenden elektrischen Maschine) und dem
> ANTRIEB zu unterscheiden.

Ich entschuldige mich, aber ich übersetze vlt. aus dem englischen etwas 
falsch.

Das bedeutet Magneten auf dem Rotor sind bei Servo Synchronmotoren 
(PMSM)?


Possetitjel schrieb:
>NEIN !
>
>Eine Synchronmaschine ist eine Synchronmaschine, und
>eine Asynchronmaschine ist eine Asynchronmaschine.
>
>Das "A" in der Asynchronmaschine ist kein Sprachfehler!

Diesen Abschnitt verstehe ich leider nicht. Mir ist klar dass es 
unterschiedliche Arten sind. Die Frage bleibt trotzdem ob ein 
Servo-Asynchronmotor durch Induktion zwischen Stator und Rotor 
angetrieben wird.

Außerdem weiß ich nicht ob Servo- Asynchronmotoren (ohne 
Frequenzumrichter) die gleiche Art von Motor-Drehmoment
Kennlinie besitzen wie Drehstrom-Asynchronmotoren (Sprich mit 
Sattelmoment und Kippmoment)?

von Possetitjel (Gast)


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M. S. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Ich werbe erneut dafür, den schönen und reichhaltigen
>> Wortschatz unserer deutschen Muttersprache nicht
>> verkümmern zu lassen und zwischen dem MOTOR (also
>> der rotierenden elektrischen Maschine) und dem
>> ANTRIEB zu unterscheiden.
>
> Ich entschuldige mich, aber ich übersetze vlt. aus
> dem englischen etwas falsch.

Möglich, aber nicht unbedingt wahrscheinlich :)

Es hat hier zwar noch niemand bemerkt <räusper>, aber
ich neige etwas zur Sprachpedanterie...


> Das bedeutet Magneten auf dem Rotor sind bei Servo
> Synchronmotoren (PMSM)?

Ich habe Dein Problem schätzungsweise noch nicht
verstanden; mir ist nicht klar, ob Du nach der
(englischen) Bezeichnung oder nach der technischen
Wirkungsweise fragst.

Permanenterregte Rotoren kommen vor in
- Drehstrom-Synchronmotoren,
- Schrittmotoren,
- elektronisch kommutierten Synchronmotoren (BLDC),
- ein paar Sonderformen (Klauenpolmaschine, ...)

Wenn der Motor einen permanenterregten Rotor hat, ist
es schonmal garantiert KEIN Asynchronmotor; das ist
ziemlich sicher. Über den Rest kann man nicht viel
sagen.

> Diesen Abschnitt verstehe ich leider nicht. Mir ist
> klar dass es unterschiedliche Arten sind. Die Frage
> bleibt trotzdem ob ein Servo-Asynchronmotor durch
> Induktion zwischen Stator und Rotor angetrieben wird.

Technisch: Ja, auf jeden Fall. Wie auch sonst?
Asynchronmotor ist Asynchronmotor.

Sprachlich: Weiss ich nicht.
In einer Welt, die einen "integrierten Coprozessor"
und einen "bürstenlosen Gleichstommotor" kennt, ist
alles möglich. Es ist leider nicht verboten, Begriffe
sinnwidrig zu verwenden.

> Außerdem weiß ich nicht ob Servo- Asynchronmotoren
> (ohne Frequenzumrichter) die gleiche Art von Motor-
> Drehmoment Kennlinie besitzen wie Drehstrom-
> Asynchronmotoren (Sprich mit Sattelmoment und
> Kippmoment)?

Das hängt nicht (primär) an "Servo oder nicht Servo",
sondern daran, ob es Rundstabläufer oder Stromverdrängungs-
läufer sind.
Aus dem Bauch heraus würde ich keine grundlegenden
Unterschiede zwischen Standard-Motoren und Servomotoren
vermuten, aber das ist geraten.

Wikipädie sagt sinngemäß: Stromverdrängungsläufer sind
trotz besserer Kennlinie unbeliebter und seltener als
Rundstabläufer, weil der Wirkungsgrad schlechter ist.

von M. S. (perilun)


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Possetitjel schrieb:
>> Außerdem weiß ich nicht ob Servo- Asynchronmotoren
>> (ohne Frequenzumrichter) die gleiche Art von Motor-
>> Drehmoment Kennlinie besitzen wie Drehstrom-
>> Asynchronmotoren (Sprich mit Sattelmoment und
>> Kippmoment)?

Ich korrigiere meine Frage. Ich meinte was ist der Unterschied zwischen 
einer S1-Kennlinie und einer Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie eines 
Asynchronmotors, denn diese sehen unterschiedlich aus.

Mich erinnert die S1-Kennlinie an eine D-D-Kennlinie, welche durch den 
Frequenzumformer verschoben wird. (sprich Frequenz wird verändert und es 
entsteht eine Art Hüllkurve).

Die S1-Kennlinie muss aber für jeden AC Motor ohne Frequenzumrichter 
angegeben werden. Wo ist also der Unterschied?


Ist der Strom I zum Drehmomenten T proportional wie beim z.B. 
Synchronmotor sprich T=kt*I oder ist der Zusammenhang dieser beiden 
Größen bei dem Asynchronmotor nicht linear?

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Possetitjel schrieb:

> Dann würden auch solche sinnleere Scheusslichkeiten wie
> der "bürstenlose Gleichstrommotor" der Vergangenheit
> angehören.

Dafür wird dann demnächst die "bürstenlose Kleiderbürste" eingeführt.

von Günter Lenz (Gast)


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M. S. schrieb:
>Außerdem weiß ich nicht ob Servo- Asynchronmotoren (ohne
>Frequenzumrichter) die gleiche Art von Motor-Drehmoment
>Kennlinie besitzen wie Drehstrom-Asynchronmotoren (Sprich mit
>Sattelmoment und Kippmoment)?

Irgendwie kann man den Sinn der frage nicht verstehen, "Servo" bedeutet
doch nur, für was der Motor verwendet wird, nämlich als Stellmotor.
Ein Drehstrom-Asynchronmotor kann genausogut ein Servomotor sein.

Es ist so, als wenn Jemand fragt, was ist der unterschied
zwischen ein Scheibenwischergleichstrommotor und ein Gleichstrommotor.
Ein Gleichstrommotor ist ein Gleichstrommotor.

von Schreiber (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Ein Drehstrom-Asynchronmotor kann genausogut ein Servomotor sein.

Korrekt, nur dass an einem Servomotor normalerweise ein Positionsgeber 
montiert ist und dass die Motorkühlung entsprechend ausgelegt ist, also 
XXL-Kühlrippen oder Fremdlüfter.

von Possetitjel (Gast)


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M. S. schrieb:

> Ich korrigiere meine Frage. Ich meinte was ist der
> Unterschied zwischen einer S1-Kennlinie und einer
> Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie eines Asynchronmotors,
> denn diese sehen unterschiedlich aus.

Das kann ich nach kurzem Gurgeln nur vermuten;
elektrische Antriebstechnik ist nicht mein Kernfeld.


> Mich erinnert die S1-Kennlinie an eine D-D-Kennlinie,
> welche durch den Frequenzumformer verschoben wird.
> (sprich Frequenz wird verändert und es entsteht eine
> Art Hüllkurve).

Naja, die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie gilt ja für den
ELEKTRISCH stationären (=eingeschwungenen) Betriebsfall,
d.h. Änderungen der Last gehen so langsam vonstatten,
dass die elektrischen Verhältnisse als stationär
aufgefasst werden können. Für "sehr kurze" Zeiten kann
und darf der Motor im Prinzip jeden Betriebspunkt auf
der D-D-Kennlinie einnehmen.

Die S1-Kennlinie gilt nach meinem Verständnis jedoch für
THERMISCH stationäre Verhältnisse, das bedeutet, dass
der jeweilige Betriebspunkt zeitlich unbeschränkt
eingenommen werden darf. Das ist aber etwas ganz anderes.

> Die S1-Kennlinie muss aber für jeden AC Motor ohne
> Frequenzumrichter angegeben werden. Wo ist also der
> Unterschied?

Nach meinem laienhaften Verständnis ist die thermische
Trägheit des Motors der Unterschied. Für wenige Sekunden
darf man einen DSAM ohne weiteres bis kurz vors Kipp-
moment belasten; als Dauerbelastung (S1) geht das
natürlich nicht, da stirbt er den Hitzetod.

> Ist der Strom I zum Drehmomenten T proportional wie
> beim z.B. Synchronmotor sprich T=kt*I oder ist der
> Zusammenhang dieser beiden Größen bei dem Asynchronmotor
> nicht linear?

Das ist kompliziert.

Läuferstrom und Drehmoment "müssten" einigermaßen
proportional sein (das ist geraten; ich weiss es nicht
sicher).

Das, was Du außen am Motor messen kannst, ist aber nicht
der Läufer-, sondern der Ständerstrom, und der ist gegen
den Läuferstrom phasenverschoben.
Beim DSAM ändert sich bei Wechsel der Last nicht nur
die Amplitude des Stromes, sondern auch die Phasen-
verschiebung zur Spannung, d.h. der Leistungsfaktor
(--> Stromortskurve, Ossanna-Heyland-Kreis).

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo M.S.,

M. S. schrieb:
> Die Frage ist mir aufgekommen, weil ich in manchen Quellen gefunden
> habe, dass ein AC Servomotor auf dem Rotor Magnete besitzt und eine
> Drehstrom-(A)synchronmaschine durch Induktion zwischen dem Stator und
> dem Rotor angetrieben wird.
>
> Das verstehe ich eben nicht, weil ich eben auch gedacht hatte, dass ein
> Asynchronmotor faktisch ein Induktion Motor mit einem Sensor zur Messung
> der Positionierung und der Geschwindigkeit ist.
>
> Hier habe ich eben ein Verständnisproblem.

Das Verständnisproblem liegt vermutlich darin, dass du aus "AC" aus 
Asynchron schließt. Das AC steht aber für Wechselstrom und soll 
anzeigen, dass der Motor ssinuskommutiert betrieben wird und/oder das 
der Frequenzumrichter oder Servoverstärker mit Netzspannung betrieben 
wird. Im Gegensatz dazu stehen BLDC-Motoren, deren Verstärker in der 
Regel mit DC-Kleinspannung betrieben werden. Wie Possetitjel aber schon 
richtig festgestellt hat, ist das sprachlich alles sehr unpräzise. 
Früher war BLDC z.B. gleichbedeutend mit Blockkommutierung, heute werden 
auch diese kleinen Motoren oft sinusförmig kommutiert.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von M. S. (perilun)


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Vielen Dank an alle! Vor allem an Possetitjel! Du hast mich wirklich 
weitergebracht.

Ich habe endlich verstanden wo bei mir das Verständnisproblem lag.

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