Ein Servomotor ist ein Rotations-Elektromotor, der eine präzise Steuerung von Winkelposition, Geschwindigkeit und Beschleunigung ermöglicht. Er besteht aus einem geeigneten Motor, der mit einem Sensor zur Positionsrückmeldung gekoppelt ist. Außerdem ist eine relativ hoch entwickelte Steuerung erforderlich, häufig ein speziell für die Verwendung mit Servomotoren entwickeltes dediziertes Modul.
Bürstengleichstrommotoren sind die einfachste Form eines Servomotors. Die Konstruktion des Motors beinhaltet Kupferwicklungen am Rotor und Permanentmagnete am Stator. Die Wicklungen werden auf dem Rotor unter Strom gesetzt, um ein Drehfeld aufzubauen, das wiederrum bewirkt, dass sich die der Rotor mit den Wicklungen dreht. Damit ein Drehfeld am Motor entsteht, muss der Rotorstrom auf benachbarte Spulen oder Wicklungen umgeschaltet werden. Dies geschieht durch Bürsten, welche Kommutierungssegmente kontaktieren, die sich auf dem Motorrotor befinden. Während sich der Rotor dreht, werden verschiedene Spulen durch die Bürsten- und Kommutierungssegmente bestromt. Durch das Hinzufügen eines Encoders, z.B. des KCD Absolute Kit Encoders, zur rückseitigen Welle des Gleichstrommotors, kann dieser in einem Servoregelkreis verwendet werden und wird zu einem Gleichstrom-Servomotor.
Wie der Name schon sagt, verfügt der bürstenlose Servomotor über keine Bürsten oder Kommutierungssegmente, um den Strom durch die Wicklungen zu schalten und ein Drehfeld zu erzeugen. Das Design des bürstenlosen Gleichstrommotors ist im Wesentlichen umgekehrt zu dem des DC-Servomotors, da sich die Motorwicklungen im Stator und die Permanentmagnete am Rotor des Motors befinden. Dieses Design ist vorteilhaft, da es den schweren Kupferdraht vom Rotor entfernt und durch viele leichtere Permanentmagnete ersetzt. Dies verringert die Rotationsträgheit des Motorrotors, wodurch der Motorrotor wesentlich schneller beschleunigen und verzögern kann als ein Bürsten-Gleichstrommotor. In der Welt der Bewegungssteuerung führt die Fähigkeit, einen Motor schneller zu beschleunigen und abzubremsen, zu einer Maschine mit deutlich höherer Leistungsfähigkeit.
Der Nachteil von bürstenlosen Gleichstrommotoren besteht darin, dass sie irgendeine Form von elektrischen Kommutierungssignalen benötigen, die entweder von Hall-Effekt-Sensoren oder einem Encoder mit „Hall-Signal“-Ausgang erzeugt werden. Diese Signale liefern Rotorpositionsdaten zurück an den Motorantrieb, so dass der Antrieb Strom durch die Statorwicklungen umschalten kann, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Mit dem Aufkommen von preiswerten, hochleistungsfähigen Magnetischen Absolut Multiturn Kit Encodern , wie der KCD Serie von POSITAL , entfernen sich die Antriebe von den herkömmlichen „Kommutierungsspuren“ und verwenden die Positionsinformationen des Absolutwertgebers, um die Phasenströme des bürstenlosen Motors zu schalten. Durch die Verwendung des Absolutencoder-Feedbacks können die Positionsinformationen des Encoders sowohl für die Kommutierung des Motors als auch für die Lagerregelung des Servokreises verwendet werden