Was ist ein elektrischer Drehantrieb?
Ein Drehantrieb ist ein Gerät, das aus einer Energiequelle eine Drehbewegung erzeugt. Der einfachste Aktuator dieser Art verwendet eine lineare Bewegung in einer einzigen Richtung, um die Drehung zu erzeugen. Elektrische Drehantriebe verwenden eine elektrische Energiequelle, beispielsweise einen Elektromotor. Diese Art von Drehantrieb ist die häufigste, obwohl Drehantriebe auch hydraulische Energie aus pneumatischen Rohren oder mechanische Energie aus Federn verwenden können.
Ein elektrischer Drehantrieb kann eine kontinuierliche Drehung erzeugen, wenn seine Energiequelle ein typischer Elektromotor ist. Es kann auch eine feste Bewegung zu einer bestimmten Position erzeugen, wenn die Energiequelle ein Schrittmotor oder ein Servomotor ist. Ein Torquemotor ähnelt einem Schrittmotor, abgesehen davon, dass er ein bestimmtes Drehmoment erzeugt. Das Drehmoment des Motors bewirkt eine bestimmte Drehung, sofern es nicht durch ein Gegenmoment ausgeglichen wird.
Ein Schrittmotor ist eine Art Elektromotor, der bei jeder Leistungsanwendung eine feste Strecke zurücklegt. Es kann durch Drehen mit einer festen Geschwindigkeit eine kontinuierliche Bewegung erzeugen und sich in eine bestimmte Winkelposition bewegen. Ein Drehantrieb kann einen oder mehrere Bezugssensoren mit einem beliebigen Positionsgeber verwenden, sodass sich ein Schrittmotor in eine beliebige Winkelposition bewegen kann.
Ein Servomotor, oder kurz Servo, ist ein Gerät, das aus mehreren spezifischen Komponenten besteht. Es erfordert einen Motor, der normalerweise elektrisch ist, obwohl Servos auch Hydraulikmotoren verwenden können. Servos benötigen ein Getriebe, um die hohe Drehzahl des Motors in eine niedrigere Drehzahl umzuwandeln, die ein höheres Drehmoment erzeugt. Ein Servo benötigt auch einen Positionsgeber.
Der Positionsgeber des Servos ermöglicht es dem Steuersystem des Servos, die Winkelposition des elektrischen Drehantriebs zu bestimmen. Der Positionsgeber sendet ein Signal an die Steuerung, das die gewünschte Winkelposition angibt. Die Steuerung subtrahiert die aktuelle Position des Encoders von der gewünschten Position, um einen Fehlercode zu erhalten. Mit diesem Fehlercode kann die Steuerung den Motor aktivieren und so lange drehen, bis sich der Motor in der richtigen Position befindet. Ein elektrischer Drehantrieb, der ein Servo verwendet, ist in funkgesteuerten Modellen üblich.
Ein neuerer Typ eines elektrischen Drehantriebs verwendet einen Speicherdraht, um ein sehr geringes Gewicht zu erreichen. Der Draht erhält einen elektrischen Strom, der den Draht über eine bestimmte Temperatur erwärmt, wodurch der Draht seine Form ändert. Diese Formänderung übt ein Drehmoment auf die Antriebswelle aus, wodurch diese sich dreht. Der Draht kühlt ab, wenn er keinen Strom mehr erhält, wodurch er seine vorherige Form annimmt. Dadurch wird das Drehmoment von der Antriebswelle abgebaut.