Un servomotor se refiere a un motor eléctrico utilizado dentro de un servosistema para controlar el funcionamiento de componentes mecánicos; Funciona como motor auxiliar y dispositivo regulador{0}}de velocidad indirecta. Los servomotores ofrecen un control preciso sobre la velocidad y la precisión de la posición, convirtiendo señales de voltaje en torque y velocidad de rotación para impulsar el objeto controlado. La velocidad del rotor de un servomotor se rige por señales de entrada, a las que responde rápidamente. En los sistemas de control automático, los servomotores sirven como elementos de accionamiento; se caracterizan por una pequeña constante de tiempo electromecánica y una alta linealidad, lo que les permite convertir las señales eléctricas recibidas en salidas de desplazamiento angular o velocidad angular en el eje del motor. Los servomotores se utilizan ampliamente en campos como la robótica, la automatización industrial, los equipos de fabricación de baterías de iones de litio-, los equipos fotovoltaicos, las máquinas herramienta CNC de -alta gama y la maquinaria CNC de pequeña-escala. Los servomotores de CC, específicamente, encuentran aplicación en equipos como máquinas de electroerosión, manipuladores robóticos y maquinaria de precisión.
Los servomotores se clasifican ampliamente en dos tipos principales: CC y CA. Los servomotores de CA de imán permanente representan un importante paso evolutivo en este campo, siendo los servomotores sin escobillas y sus accionamientos asociados productos ejemplares dentro de esta categoría. Sus características principales incluyen la ausencia de auto-rotación (deriva) cuando el voltaje de la señal de control es cero y una velocidad de rotación que disminuye uniformemente a medida que aumenta el par aplicado. Para 2025, se prevé que China logre una mayor tasa de localización de componentes principales-como los servomotores-y se espera que emerja como un exportador neto de estas tecnologías. Además, productos como los "cilindros giratorios eléctricos inteligentes" utilizan servomotores como fuente de energía directa; En este contexto, el servomotor actúa como unidad motriz central, capaz de sustituir los sistemas de sujeción hidráulicos que tradicionalmente se encuentran en las máquinas herramienta CNC. Los servomotores también han sido identificados como uno de los componentes críticos dentro del campo emergente de la IA incorporada.
Un servosistema (o mecanismo servo) es un sistema de control automático diseñado para garantizar que las variables de salida controladas-como la posición, orientación o estado de un objeto-rastreen y sigan con precisión cualquier cambio arbitrario en el objetivo de entrada (o punto de ajuste). Los servosistemas dependen principalmente de pulsos para el posicionamiento. Fundamentalmente, el concepto es el siguiente: cuando un servomotor recibe un solo pulso, gira mediante un desplazamiento angular correspondiente a ese pulso, logrando así un movimiento lineal o rotacional. Dado que el servomotor tiene la capacidad de generar impulsos, emite un número correspondiente de impulsos por cada incremento de rotación. Esto crea un intercambio recíproco-conocido como "bucle cerrado"-entre los pulsos recibidos por el motor y los que genera. En consecuencia, el sistema puede rastrear con precisión cuántos pulsos se transmitieron al servomotor y cuántos se recibieron. Esto permite un control muy preciso sobre la rotación del motor, lo que facilita una precisión de posicionamiento de hasta 0,001 mm. Los servomotores de CC se clasifican ampliamente en tipos con y sin escobillas. Los motores con escobillas se caracterizan por su bajo costo, construcción simple, alto par de arranque, un amplio rango de control de velocidad y facilidad de control; sin embargo, requieren mantenimiento-específicamente, la incómoda tarea de reemplazar las escobillas de carbón-y son propensos a generar interferencias electromagnéticas, lo que requiere condiciones ambientales específicas para su funcionamiento. En consecuencia, son muy-adecuados para aplicaciones industriales y de consumo en general sensibles a los costos-.
Los motores sin escobillas, por el contrario, presentan un tamaño compacto, peso ligero, alta potencia de salida, respuesta rápida, alta velocidad de rotación, baja inercia, rotación suave y par estable. Si bien sus mecanismos de control son más complejos, facilitan fácilmente la integración del control inteligente; Además, sus métodos de conmutación electrónica son flexibles, lo que permite la conmutación de onda cuadrada-o de onda sinusoidal-. Estos motores no requieren mantenimiento-, son altamente eficientes, funcionan a temperaturas más bajas, emiten radiación electromagnética mínima y cuentan con una larga vida útil, lo que los hace adecuados para su uso en una amplia variedad de entornos.
Los servomotores de CA también son un tipo de motor sin escobillas, clasificados en categorías síncronas y asíncronas. En aplicaciones de control de movimiento, generalmente se prefieren los motores síncronos debido a su amplio rango de potencia, que permite la realización de salidas de potencia muy altas. Por lo general, exhiben una alta inercia y una velocidad de rotación máxima relativamente baja-un límite que disminuye rápidamente a medida que aumenta la potencia nominal del motor. En consecuencia, son ideales para aplicaciones que requieren un funcionamiento fluido y a baja-velocidad.
3. El rotor de un servomotor consta de imanes permanentes. Las corrientes trifásicas-U/V/W controladas por el controlador del motor generan un campo electromagnético que hace que el rotor gire bajo la influencia de este campo. Al mismo tiempo, el codificador integrado en el motor devuelve señales al controlador; Luego, el conductor compara estos valores de retroalimentación con los valores objetivo para ajustar el ángulo de rotación del rotor. En última instancia, la precisión de posicionamiento de un servomotor está determinada por la precisión de su codificador (específicamente, su recuento de líneas). En términos de funcionalidad, los servomotores de CA se diferencian de los servomotores de CC sin escobillas en que el servo de CA ofrece un rendimiento superior; esto se debe a que utiliza control sinusoidal, lo que resulta en una mínima ondulación del par. Los servomotores de CC, por el contrario, emplean formas de onda trapezoidales. Sin embargo, los servosistemas de CC tienen un diseño más simple y son más rentables-.
