Resumen de conocimientos sobre servomotores

La palabra servo proviene de la palabra griega que significa esclavo. Un "servomotor" puede entenderse como un motor que obedece absolutamente la orden de la señal de control. Cuando se envía la señal de control, el rotor gira inmediatamente. Cuando la señal de control desaparece, el rotor puede detenerse inmediatamente.

El servomotor es un micromotor que se utiliza como elemento de control en dispositivos de control automático. Su función es convertir señales eléctricas en desplazamiento angular o velocidad angular del eje giratorio.

El servomotor se divide en dos categorías: servomotor de CA y servomotor de CC.

La estructura básica de un servomotor de CA es similar a la de un motor de inducción de CA. Cuenta con dos devanados de excitación (Wf) y de control (Wc) con un desfase de 90° en el estator, conectados a una tensión alterna constante. El control del funcionamiento del motor se logra mediante la variación de la tensión alterna o la fase aplicada a Wc. El servomotor de CA se caracteriza por un funcionamiento suave, buena controlabilidad, respuesta rápida, alta agilidad y un índice de no linealidad estricto en sus características mecánicas y de ajuste (entre el 10 % y el 15 % y entre el 15 % y el 25 %, respectivamente).

La estructura básica del servomotor de CC es similar a la de un motor de CC. La velocidad del motor n = E/K1j = (Ua - IaRa)/K1j, donde E es la fuerza contraelectromotriz de la armadura, K es constante, j es el flujo por polo, Ua e Ia son la tensión y la corriente de la armadura, y Ra es la resistencia de la armadura. Al cambiar Ua o phi, se puede controlar la velocidad del servomotor de CC mediante un mecanismo eléctrico, pero generalmente se adopta el método de control de la tensión de la armadura. En el servomotor de CC de imán permanente, el bobinado de excitación se reemplaza por un imán permanente y el flujo magnético phi es constante. El servomotor de CC tiene una buena regulación lineal y una rápida respuesta temporal.

Ventajas y desventajas del servomotor de CC

Ventajas: control preciso de la velocidad, características de par-velocidad muy estables, principio de control sencillo, fácil de usar, precio económico.

Desventajas: inversión del giro del cepillo, limitación de velocidad, resistencia adicional, partículas abrasivas (no es adecuado para entornos libres de polvo y explosivos).

Ventajas y desventajas del servomotor de corriente alterna

Ventajas: buenas características de control de velocidad, en todo el rango de velocidad se logra un control suave, casi sin oscilaciones, más del 90% de alta eficiencia, menor calentamiento, control de alta velocidad, alta precisión de control de posición (dependiendo del codificador), área de operación nominal, puede lograr un par constante, momento de inercia bajo, bajo nivel de ruido, sin desgaste de escobillas, sin mantenimiento (para entornos libres de polvo y explosivos).

Desventajas: el control es más complicado, los parámetros del controlador deben ajustarse in situ para determinar los parámetros PID y se necesita más cableado.

Los servomotores de CC se dividen en motores con escobillas y motores sin escobillas.

El motor de escobillas tiene un costo bajo, una estructura simple, un par de arranque grande, un amplio rango de velocidad, un control sencillo y requiere mantenimiento, pero el mantenimiento es beneficioso (para las escobillas de carbón). Genera interferencia electromagnética y tiene requisitos de entorno de uso. Generalmente se utiliza en la industria común y en aplicaciones civiles donde el costo es un factor importante.

Motor sin escobillas, ligero y de gran potencia, con respuesta rápida, alta velocidad, baja inercia, par motor uniforme, rodadura suave, control complejo, inteligente, intercambio de fase electrónico flexible, intercambio de fase de onda cuadrada o sinusoidal, motor sin mantenimiento, eficiente ahorro de energía, baja radiación electromagnética, bajo aumento de temperatura, larga vida útil, adecuado para diversos entornos.

El servomotor de CA también es un motor sin escobillas, dividido en motor síncrono y asíncrono. El control de movimiento actual generalmente utiliza un motor síncrono, que tiene un amplio rango de potencia, puede ser muy grande, tiene una gran inercia, la velocidad máxima es baja, la velocidad disminuye uniformemente con el aumento de la potencia, adecuado para ocasiones de funcionamiento suave a baja velocidad.

El interior del rotor del servomotor contiene imanes permanentes. El control de accionamiento eléctrico trifásico U/V/W forma un campo electromagnético. Bajo la acción del rotor giratorio en este campo, el motor, mediante un codificador, envía una señal de retroalimentación al accionamiento. El valor de retroalimentación se compara con el valor objetivo para ajustar el ángulo de giro del rotor. La precisión del servomotor está determinada por la precisión del codificador (número de línea).

¿Qué es un servomotor? ¿Cuántos tipos existen? ¿Cuáles son sus características de funcionamiento?

Respuesta: la idea eléctrica servo también conocida como idea eléctrica ejecutiva, en el sistema de control automático se utiliza como elemento ejecutivo, la señal eléctrica recibida en la idea eléctrica del eje desplazamiento angular o velocidad angular de salida.