Servomotoren, weit verbreitete Aktuatoren in automatischen Steuerungssystemen, spielen aufgrund ihrer hervorragenden Steuerungsgeschwindigkeit und Positionsgenauigkeit eine entscheidende Rolle im täglichen Betrieb. Sie wandeln Spannungssignale präzise in Drehmoment und Geschwindigkeit um und treiben und steuern so verschiedene Objekte effektiv. Die Rotorgeschwindigkeit eines Servomotors wird vollständig vom Eingangssignal bestimmt und reagiert äußerst schnell. Darüber hinaus verfügt dieser Motor über hervorragende Eigenschaften wie eine kleine elektromechanische Zeitkonstante, eine hohe Linearität und eine niedrige Startspannung, wodurch empfangene elektrische Signale effizient in präzise Winkelverschiebungen oder Winkelgeschwindigkeitsausgaben an der Motorwelle umgewandelt werden. Servomotoren werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Gleichstrom und Wechselstrom. Ein gemeinsames Merkmal ist, dass sie sich nicht drehen, wenn die Signalspannung Null ist, und dass ihre Drehzahl mit zunehmendem Drehmoment sanft abnimmt.
Während Schrittmotoren typischerweise einen Schrittwinkel von 1,8 Grad (zwei-Phasen) oder 0,72 Grad (fünf-Phasen) haben, hängt die Genauigkeit von AC-Servomotoren von der Genauigkeit des Motor-Encoders ab. Am Beispiel eines Servomotors beträgt sein Encoder 16-Bit. Der Treiber erhält 2^16=65.536 Impulse pro Umdrehung. Das Impulsäquivalent für eine Motorumdrehung beträgt 360'/65,536=0.0055. Dadurch wird eine Positionsregelung mit geschlossenem Regelkreis erreicht, wodurch das Schrittverlustproblem des Schrittmotors grundsätzlich überwunden wird.
Drehmoment-Frequenzeigenschaften: Das Ausgangsdrehmoment eines Schrittmotors nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab und fällt bei höheren Geschwindigkeiten stark ab. Seine Betriebsgeschwindigkeit beträgt im Allgemeinen mehrere zehn bis hundert Umdrehungen pro Minute. Im Gegensatz dazu liefert ein AC-Servomotor eine konstante Drehmomentabgabe bis zu seiner Nenndrehzahl (im Allgemeinen 2000 oder 3000 U/min) und eine konstante Leistungsabgabe bei seiner Nenndrehzahl (E).
Überlastfähigkeit: Am Beispiel eines Panasonic AC-Servomotors.
Beschleunigungsleistung: Wenn ein Schrittmotor entlastet ist, dauert es 200–400 ms, um aus dem Stillstand auf mehrere hundert Umdrehungen pro Minute zu beschleunigen. Der AC-Servomotor hat eine bessere Beschleunigungsleistung.