Servomotoren worden grofweg ingedeeld in twee categorieën: AC-servomotoren en DC-servomotoren.
De basisstructuur van een AC-servomotor is vergelijkbaar met die van een AC-inductiemotor (asynchrone motor). Het heeft twee bekrachtigingswikkelingen, Wf en Wco, op de stator, met een elektrische faseverschuiving van 90 graden. Beide zijn aangesloten op een constante wisselspanning. De werking van de motor wordt geregeld door de verandering in de wisselspanning of fase die op Wc wordt toegepast.
AC-servomotoren worden gekenmerkt door een stabiele werking, goede bestuurbaarheid, snelle respons, hoge gevoeligheid en strikte niet-lineariteitsvereisten voor mechanische en aanpassingskarakteristieken (die respectievelijk minder dan 10% -15% en minder dan 15% -25%) vereisen).
De voor- en nadelen van DC-servomotoren zijn: Voordelen: nauwkeurige snelheidsregeling, sterke koppel-snelheidskarakteristieken, eenvoudig bedieningsprincipe, gemakkelijk te gebruiken en goedkoop.
Nadelen: borstelcommutatie, snelheidsbeperking, extra weerstand en vorming van slijtagedeeltjes (ongeschikt voor stof-vrije of explosieve omgevingen).
De basisstructuur van een DC-servomotor is vergelijkbaar met die van een algemene DC-motor. Het motortoerental n=E/K1j=(Ua - IaRa)/K1j, waarbij E de elektromotorische kracht van het anker is, K een constante is, j de magnetische flux per pool is, Ua en Ia de ankerspanning en ankerstroom zijn, en Ra de ankerweerstand is. Het wijzigen van Ua of φ kan de snelheid van een DC-servomotor regelen, maar over het algemeen wordt het regelen van de ankerspanning gebruikt. Bij DC-servomotoren met permanente magneet wordt de bekrachtigingswikkeling vervangen door een permanente magneet en is de magnetische flux φ constant. DC-servomotoren hebben goede lineaire regelkarakteristieken en een snelle tijdrespons.
Voor- en nadelen van AC-servomotoren: Voordelen: goede snelheidsregelingskarakteristieken, soepele regeling over het gehele snelheidsbereik, vrijwel geen oscillatie, hoog rendement (meer dan 90%), lage warmteontwikkeling, hoge-snelheidsregeling, hoge- nauwkeurige positieregeling (afhankelijk van de nauwkeurigheid van de encoder), constant koppel binnen het nominale werkbereik, lage traagheid, laag geluidsniveau, geen borstelslijtage, onderhoudsvrij- (geschikt voor schone en explosieve omgevingen).
Nadelen: complexere besturing, driverparameters moeten -op locatie worden aangepast met behulp van PID-parameters, en er is meer bedrading vereist. DC-servomotoren zijn onderverdeeld in borstelmotoren en borstelloze motoren.
Borstelmotoren zijn goedkoop-, eenvoudig van structuur, hebben een hoog startkoppel, een groot snelheidsbereik en zijn gemakkelijk te bedienen. Ze vergen onderhoud, maar onderhoud is handig (koolborstels vervangen). Ze genereren elektromagnetische interferentie en zijn onderworpen aan milieueisen. Ze worden doorgaans gebruikt in kostengevoelige, algemene industriële en civiele toepassingen.
Borstelloze motoren zijn klein van formaat en licht van gewicht, hebben een hoog vermogen en een snelle respons, hoge snelheid en lage traagheid, stabiel koppel en soepele rotatie. Ze zijn complex en intelligent qua besturing, met flexibele elektronische commutatiemethoden (blokgolf- of sinusgolfcommutatie). Ze zijn onderhoudsvrij-, zeer efficiënt en energie-besparend, met lage elektromagnetische straling, lage temperatuurstijging en een lange levensduur, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende omgevingen.
AC-servomotoren zijn ook borstelloze motoren, onderverdeeld in synchrone en asynchrone motoren. Momenteel worden synchrone motoren over het algemeen gebruikt in motion control. Ze hebben een breed vermogensbereik, kunnen een zeer hoog vermogen bereiken, hebben een hoge traagheid en een lage maximumsnelheid. De snelheid neemt gelijkmatig af naarmate het vermogen toeneemt, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen met lage- stabiele werking.
De rotor in de servomotor is een permanente magneet. De bestuurder bestuurt de drie-fasige elektriciteit (U/V/W) om een elektromagnetisch veld te vormen. De rotor roteert onder invloed van dit magnetische veld. Tegelijkertijd zendt de in de motor ingebouwde encoder feedbacksignalen naar de bestuurder. De feedbackwaarde wordt vergeleken met de doelwaarde, waardoor de rotatiehoek van de rotor wordt aangepast. De nauwkeurigheid van de servomotor is afhankelijk van de nauwkeurigheid (aantal lijnen) van de encoder.
