¿Qué es el servomotor CC?

Un servomotor de CC es un motor corriente continua (CC) que está acoplado a un mecanismo de retroalimentación para controlar su posición, velocidad y par con precisión. Forma parte de un sistema servo, que incluye un controlador, un dispositivo de retroalimentación (como un codificador o potenciómetro) y el propio motor.

Principio de funcionamiento

• Controlador: envía señales de comando al controlador del motor en función de la posición, la velocidad o el par requeridos.
• Controlador del motor: regula la potencia suministrada al motor para alinearla con las señales de comando del controlador.
• Dispositivo de retroalimentación: supervisa continuamente la posición, la velocidad o el par reales del motor y transmite estos datos al controlador.
• Señal de error: el controlador compara la señal de comando con la señal de retroalimentación para generar una señal de error, que se utiliza para ajustar el rendimiento del motor y reducir el error.

Componentes clave

• Motor de CC: componente principal que proporciona movimiento rotatorio.
• Codificador o potenciómetro: se utiliza para medir la posición o velocidad real.
• Caja de cambios (opcional): se utiliza para aumentar el par y reducir la velocidad para aplicaciones específicas.

Tipos de servomotores CC:

• Servomotores de CC con escobillas: estos motores suministran corriente a los devanados del motor mediante el uso de escobillas y un conmutador. Tienen un diseño más sencillo y suelen ser menos costosos, pero debido al desgaste de las escobillas, necesitan más cuidado.
• Servomotores de CC sin escobillas: al eliminar la necesidad de escobillas mediante comunicación electrónica, estos motores ofrecen mayor eficiencia, confiabilidad y menor mantenimiento. En comparación con los motores con escobillas, suelen ser más costosos y complejos.

Características

• Precisión: los servomotores de CC ofrecen un control preciso de la posición y la velocidad.
• Características de velocidad-par: pueden proporcionar un par elevado a bajas velocidades, lo que beneficia a muchas aplicaciones de precisión.
• Control: control simple y eficaz mediante PWM (modulación por ancho de pulso) u otros métodos de control.

Ventaja y Desventaja

¿Qué es el servomotor AC?

CA Un tipo de motor eléctrico que produce un movimiento preciso y controlado es el servomotor, que funciona con corriente alterna (CA). Se utilizan ampliamente en automatización, robótica, maquinaria CNC y otras aplicaciones industriales debido a su alto rendimiento y confiabilidad.

Principio de funcionamiento

• Entrada de señal: el servoaccionamiento recibe una señal de control, que normalmente se suministra como una señal de modulación por ancho de pulso (PWM).
• Servoaccionamiento: el servoaccionamiento procesa la señal de control y proporciona el voltaje y la corriente de CA adecuados al motor.
• Rotación del motor: la señal de entrada hace que el rotor del servomotor de CA comience a girar.
• Bucle de retroalimentación: el servoaccionamiento recibe datos en tiempo real sobre la posición, la velocidad y la dirección del motor a través de un dispositivo de retroalimentación, como un codificador o un resolver.
• Corrección: el servoaccionamiento compara la señal de retroalimentación con el punto de ajuste deseado y realiza los ajustes necesarios para garantizar un control de movimiento preciso.

Componentes clave

• Estator: componente estacionario del motor que, cuando se aplica CA, crea un campo magnético giratorio.
• Rotor: componente giratorio del motor que sigue el campo magnético giratorio del estator.
• Codificador/Resolutor: mecanismo de retroalimentación que proporciona al servoaccionamiento información sobre la posición, la velocidad y la dirección.
• Servoaccionamiento: dispositivo eléctrico que regula la fuente de alimentación de CA del motor en respuesta a señales de control y retroalimentación.
• Controlador: unidad central que envía señales de control al servoaccionamiento, a menudo basadas en algoritmos complejos para un control de movimiento preciso.

Tipos de servomotores  AC

• Servomotores AC síncronos: estos motores tienen un rotor que está bloqueado magnéticamente al campo magnético giratorio, lo que proporciona un control preciso y una alta eficiencia.
• Servomotores AC asíncronos: estos motores se basan en la inducción para producir un campo magnético giratorio en el rotor. Son menos precisos en comparación con los motores síncronos, pero son más robustos y rentables.

Características

• Alta precisión: los servomotores de CA son perfectos para aplicaciones que necesitan un movimiento exacto porque proporcionan un control preciso de la posición, la velocidad y el par.
• Alta eficiencia: tienen una alta eficiencia debido a la naturaleza sincrónica del funcionamiento del motor.
• Respuesta rápida: adecuados para aplicaciones dinámicas, los servomotores de CA reaccionan a las entradas de control rápidamente.
• Funcionamiento estable: proporcionan un funcionamiento suave y estable incluso a bajas velocidades.
• Control de retroalimentación: el mecanismo de retroalimentación continua garantiza un control preciso y la corrección de errores.

Ventaja y Desventaja

¿Cuál es la diferencia entre un servomotor CC y un servomotor AC?

Fuente de energía y control

• Servomotor de CC: funciona con corriente continua (CC) y se controla modificando el voltaje o la corriente de entrada del motor. Suelen tener mecanismos de control más simples y, a menudo, utilizan señales analógicas para un control preciso.
• Servomotor de CA: funciona con corriente alterna (AC) y se controla mediante dispositivos electrónicos más complejos, como servomotores que modulan la señal de AC. El control suele ser digital, lo que permite algoritmos de control de movimiento más sofisticados y precisos.

Características de rendimiento

• Servomotor CC: conocido por proporcionar un alto par a bajas velocidades y un excelente control de velocidad. Por lo general, son más eficientes a velocidades más bajas y son más fáciles de controlar para aplicaciones simples de bajo consumo. Sin embargo, pueden ser menos eficientes a velocidades más altas y pueden requerir más mantenimiento debido a las escobillas y los conmutadores.
• Servomotor AC: proporciona una mayor eficiencia y un rango de velocidad más amplio, al mismo tiempo que funciona más rápido. Proporciona un par constante en un amplio rango de velocidades y es más robusto, por lo que requiere menos mantenimiento ya que no tiene escobillas.

Construcción y Mantenimiento

• Servomotor CC: Generalmente tiene una construcción más simple con escobillas y un conmutador, que pueden desgastarse con el tiempo, lo que genera mayores requisitos de mantenimiento. La construcción permite reparaciones y reemplazos sencillos.
• Servomotor AC: Generalmente tiene una construcción más compleja sin escobillas, lo que genera un menor desgaste y menores necesidades de mantenimiento. La ausencia de escobillas hace que los servomotores de CA sean más confiables y duraderos, ideales para uso a largo plazo en entornos exigentes.

Característica	Servomotor CC	Servomotor AC
Fuente de alimentación	Corriente continua (CC)	Corriente alterna (AC)
Mecanismo de control	Circuitos de control típicamente más simples	Circuitos de control más complejos
Eficiencia	Menor eficiencia debido a las escobillas y al conmutador	Mayor eficiencia, especialmente en tipos síncronos
Mantenimiento	Requiere mayor mantenimiento debido a las escobillas y al conmutador.	Bajo mantenimiento, sin escobillas ni conmutador.
Control de velocidad	Control de velocidad más fácil y preciso	El control de velocidad puede ser complejo y menos preciso.
Características del par	Proporciona un alto par de arranque.	Par de arranque generalmente más bajo
Tamaño y peso	Generalmente más pequeño y más ligero	Puede ser más grande y más pesado.
Costo	Costo inicial generalmente más bajo	Mayor inversión inicial pero rentable
Tiempo de respuesta	Tiempo de respuesta más rápido	Tiempo de respuesta ligeramente más lento
Durabilidad	Menos duradero debido al desgaste de los cepillos.	Más duradero, vida útil más larga.
Generación de calor	Se genera más calor debido a los cepillos.	Menos calor generado
Ejemplos de aplicaciones	Juguetes, pequeños robots, sistemas de posicionamiento.	Automatización industrial, máquinas CNC, robótica

¿Cómo elegir el servomotor adecuado?

Para seleccionar el servomotor adecuado es necesario tener en cuenta una serie de variables propias de las necesidades de la aplicación. A continuación se presentan algunos estudios de casos que demuestran el proceso de selección junto con los aspectos importantes que se deben tener en cuenta.

Requisitos de la aplicación

Las aplicaciones de alta velocidad pueden necesitar un motor diferente al de las aplicaciones de baja velocidad y alto par. Características de la carga: comprenda la naturaleza de la carga, ya sea constante, variable o que requiera cambios repentinos de dirección o velocidad.

Compatibilidad del sistema de control

Verifique que el servomotor y el sistema de control en uso sean compatibles. Verifique la compatibilidad del motor con el servomotor y el controlador.

Precisión y exactitud

Las aplicaciones como el mecanizado CNC y la robótica pueden requerir motores con codificadores de alta resolución para un posicionamiento preciso.

Condiciones ambientales

Considere el entorno operativo. Factores como la temperatura, la humedad, el polvo y la posible exposición a sustancias químicas pueden influir en la elección del motor.

Tamaño y peso

El tamaño físico y el peso del servomotor pueden ser críticos, especialmente en aplicaciones con limitaciones de espacio o peso.

Fuente de alimentación

Determine la fuente de alimentación disponible. Asegúrese de que el servomotor pueda funcionar de manera eficiente dentro de las limitaciones de energía dadas (CA o CC, niveles de voltaje).

Costo y mantenimiento

Considere la inversión inicial como los requisitos de mantenimiento continuo. Los servomotores de CA generalmente tienen costos iniciales más altos, pero menores necesidades de mantenimiento.

Mecanismos de retroalimentación

Evalúe el tipo de mecanismo de retroalimentación requerido (por ejemplo, codificador, resolver) en función de las necesidades de precisión y exactitud de la aplicación.

Conclusión

Para seleccionar el servomotor adecuado, es necesario conocer en detalle los requisitos y las limitaciones específicos de la aplicación. Si se evalúan cuidadosamente factores como el par, la velocidad, la precisión, las condiciones ambientales y la compatibilidad, se puede elegir un servomotor que proporcione un rendimiento y una fiabilidad óptimos.