TECHNISCHE UNTERSTÜTZUNG
Veröffentlicht 2026-02-13
Wenn wir Produkte herstellen oder an Projekten beteiligt sind, wann immer wir hohe Drehmomente verwendenServos, wir werden höchstwahrscheinlich auf ein lästiges Problem stoßen: Im Moment des Einschaltens wird der Strom, wenn dasServos gestartet werden, ist extrem stark, direkt „Ziehen“ die Stromversorgung. In schwerwiegenden Fällen wird das gesamte System automatisch zurückgesetzt oder es brennt sogar die Sicherung durch. Viele Freunde haben mich danach gefragt. Tatsächlich ist es nicht soServodefekt ist, oder dass die Stromversorgung zu wasserhaltig ist, der Anlaufstrom-Spitzenwert aber nicht gut mit dem Stromversorgungsplan übereinstimmt. Heute werden wir darüber sprechen, wie wir dieses Loch füllen können.
Viele Menschen sind überrascht, wenn sie zum ersten Mal den Servostrom messen. Bei einem Servo mit einem Nennstrom von 2 A bei blockiertem Rotor kann der Spitzenwert im Moment des Starts 4 A oder sogar mehr erreichen. Dies liegt daran, dass sich im Inneren des Lenkgetriebes eine Gleichstrommotor-Beschleunigungs- und Verzögerungsgetriebestruktur befindet. Sobald der Motor vom Ruhezustand in die Rotation übergeht, muss der Rotor die Haftreibung und Lastträgheit überwinden. Zu diesem Zeitpunkt ist die gegenelektromotorische Kraft noch nicht etabliert. Die Spule entspricht einem Kurzschlusszustand und der Strom steigt natürlich auf den Maximalwert.
Die Dauer dieser transienten Spitze ist eigentlich sehr kurz, nur einige zehn bis hunderte Millisekunden, aber genau in diesem kurzen Moment wird der Überstromschutz des Leistungschips ausgelöst. Wenn Sie ein Schaltnetzteil oder eine Lithium-Batterie-Schutzplatine verwenden, ist deren Toleranz gegenüber plötzlicher Überlastung oft sehr gering. Sobald erkannt wird, dass der Strom den Schwellenwert überschreitet, wird der Ausgang direkt abgeschaltet, auch wenn dieser nur 10 Millisekunden beträgt.
Wenn eine Platine am Servo festsitzt, ersetzen Sie sie nicht überstürzt durch ein größeres Netzteil. Ich bin es gewohnt, im ersten Schritt ein Oszilloskop zu verwenden, um die Wellenform der Ausgangsleistung zu erfassen, um die Amplitude und Dauer des Abfalls zu sehen. Wenn die Spannung unter den Chip-Reset-Schwellenwert fällt, liegt das Problem in der Reaktionsgeschwindigkeit des Netzteils. Wenn die Spannung am Netzteil überhaupt nicht abfällt, der Ausgang jedoch ausgeschaltet ist, ist die Schutzschaltung höchstwahrscheinlich zu empfindlich.
Im zweiten Schritt erfolgt die Berechnung des Hauptbuchs. Multiplizieren Sie die Anzahl der Servos, die gleichzeitig gestartet werden können, mit dem einzelnen Startspitzenstrom und lassen Sie einen Spielraum von 30 %. Dies ist die maximale Stromversorgungskapazität, die Sie benötigen. Viele Menschen betrachten nur den Durchschnittsstrom oder den Strom bei blockiertem Rotor und ignorieren das Schlüsselszenario des „gleichzeitigen Anlaufs“. Wenn beispielsweise alle vier Beine eines vierbeinigen Roboters gleichzeitig eingeschaltet sind, entspricht der gesamte Anlaufstrom definitiv nicht dem Spitzenwert eines einzelnen Beins multipliziert mit vier, sondern hat einen Überlagerungseffekt.
Dies ist eine sehr klassische alte Methode. Ein Leistungswiderstand ist in Reihe mit dem Ausgangsende des Netzteils geschaltet und dient zur Strombegrenzung. Nachdem das Servo aufgedreht ist, wird ein Relais oder eine MOS-Röhre verwendet, um den Widerstand kurzzuschließen. Der Vorteil besteht darin, dass die Kosten äußerst gering und die Lösung einfach ist. Ein Zementwiderstand und ein Relais kosten nur ein paar Cent. Auch die Nachteile liegen auf der Hand: Der Widerstand erwärmt sich stark und im Moment des Kurzschlusses kommt es trotzdem zu einem Stromschlag.
Diese Lösung eignet sich besser für Szenarien, in denen die Leistungsabgabefähigkeit gerade am kritischen Punkt hängen bleibt. Beispielsweise kann ein 12-V-5-A-Adapter mit einem Spitzenservo mit 6 A und einem 0,5-Ohm-Widerstand in Reihe den Strom auf weniger als 5 A reduzieren. Wenn Ihre Servolast jedoch häufig gestartet und gestoppt wird und sich häufig vorwärts und rückwärts dreht, wird die Lebensdauer des Relais zu einer Belastung. Es wird empfohlen, auf eine All-Solid-State-Lösung umzusteigen.
Kondensatoren sind der direkteste Helfer bei der Bewältigung momentan großer Ströme. Das Prinzip ist nicht schwer zu verstehen: Das Netzteil lädt den Kondensator auf, wenn die Stromversorgung normal ist, und der Kondensator gibt die gespeicherte elektrische Energie ab, sobald das Servo gestartet wird, sodass das Netzteil den Spitzenwert von mehreren hundert Millisekunden überstehen kann. Der Schlüssel liegt in der Auswahl dieses Kondensators.
Es gibt eine grobe Formel für die Kapazität: Versuchen Sie es mit 1000 Mikrofarad pro Ampere Spitzenstrom. Wenn der Spitzenwert beispielsweise 5 A beträgt, löten Sie zunächst 4700 Mikrofarad und messen Sie den Spannungsabfall. Wenn es nicht ausreicht, fügen Sie mehr hinzu. Vom Typ her werden Festkörperkondensatoren mit niedrigem ESR oder Hochfrequenz-Elektrolytkondensatoren mit niedrigem Widerstand bevorzugt. Gewöhnliche Elektrolytkondensatoren haben einen großen Innenwiderstand und eine schlechte Fähigkeit zur sofortigen Entladung. Wenn sie also eingebaut werden, sind sie unbrauchbar. Auch die Lage ist sehr speziell. Der Kondensator muss sich in der Nähe der Servostrom-Eingangsklemme befinden. Je kürzer der Vorsprung, desto besser. Die Leiterplattenbahn sollte breiter sein und es sollten keine Durchgangslöcher verwendet werden.
Dieses Problem ist bei der Auswahl eines Modells von entscheidender Bedeutung. Das analoge Servo basiert auf einem Komparator, um den Motor direkt anzutreiben, und verfügt über keinen Mikroprozessor. Es reagiert schnell, aber der Anlaufstrom ist sehr hart. Im digitalen Servo befindet sich eine MCU, die so programmiert werden kann, dass sie den PWM-Arbeitszyklus und den langsamen Start steuert. Viele High-End-Digitalservos verfügen sogar über eine eigene Strombegrenzungsfunktion.
Wenn sich Ihr Projekt also noch in der Entwurfsphase befindet, ist es möglicherweise weniger mühsam, direkt auf ein digitales Servo umzusteigen, das einen langsamen Start unterstützt, als an der Stromversorgung herumzufummeln. Einige Marken unterstützen beispielsweise die Einstellung der Startflanke über die serielle Schnittstelle, wodurch der Strom innerhalb von 200 Millisekunden sanft ansteigt und der Spitzenwert um mehr als die Hälfte unterdrückt werden kann. Der Preis ist natürlich, dass es teurer und die Steuerungsmethode komplizierter ist.
Wenn die Hardware bereits tot ist, geraten Sie nicht in Panik, die Software kann das noch ausgleichen. Am effektivsten ist es, mit einem versetzten Spitzenwert zu beginnen, sodass nicht alle Servos gleichzeitig eingeschaltet werden. Wenn der Roboter beispielsweise eingeschaltet wird, werden die Servos jedes Beins nacheinander in Intervallen von 50 Millisekunden initialisiert und der Spitzenstrom wird sofort verteilt.
Ein weiterer Trick ist die Anpassung der PWM-Frequenz. Einige Servos unterstützen die Positionssteuerung durch ein externes PWM-Signal. Sie können zunächst eine schmalere Impulsbreite senden, um das Servo in eine kleine Winkelposition bewegen zu lassen. Der Strom wird natürlich kleiner sein, als wenn man ihn direkt in einen großen Winkel treibt. Dies ist besonders nützlich bei der Null-Rückkehr-Aktion des Roboterarms. Lassen Sie den Arm zunächst nach unten hängen und heben Sie ihn dann langsam an. Die aktuelle Kurve wird deutlich flacher sein.
Letztlich liegt der Kern des Problems des Anlaufstroms des Lenkgetriebes im Spiel zwischen Momentanleistung und Durchschnittsleistung. Wenn wir Projekte durchführen, müssen wir für die Stromversorgung der Straßen keine Tank-Stromversorgungen verwenden. Eine intelligentere Möglichkeit besteht darin, die Energie „in Raten zu bezahlen“. Freunde, die dies lesen, möchten vielleicht zurückdenken: Als Sie zuvor auf ähnliche Probleme gestoßen sind, sind Sie dann sofort auf ein Netzteil mit höherer Leistung umgestiegen, oder haben Sie zuerst einen Durchbruch in diesen Software- und Hardwaredetails festgestellt? Gerne können Sie Ihre praktischen Erfahrungen im Kommentarbereich teilen. Wenn Sie es nützlich finden, geben Sie ihm bitte ein „Gefällt mir“ und leiten Sie es an weitere Freunde weiter, die von Servos frustriert sind.
Aktualisierungszeit: 13.02.2026
Wenden Sie sich an den Produktspezialisten von Kpower, um einen geeigneten Motor oder ein geeignetes Getriebe für Ihr Produkt zu empfehlen.
