Qué son los Servomotores: Desde CC hasta Variantes Avanzadas de CA
Introducción
Los servomotores, gracias a su capacidad para ofrecer un posicionamiento, una velocidad y una aceleración precisos, se han convertido en componentes esenciales en diversas aplicaciones, que van desde los juguetes y el control de la automatización hasta la robótica y los vehículos eléctricos. La trayectoria de los servomotores ha sido testigo de importantes avances, pasando de los sencillos servomotores de CC a sofisticadas variantes de servomotores de CA. En este artículo, analizaremos en profundidad la evolución de los servomotores, explorando sus orígenes, su desarrollo y los diversos tipos disponibles en el panorama industrial actual.
Orígenes de los Servomotores
Los primeros servomotores consistían en un imán permanente de corriente continua y ofrecían un método sencillo para controlar el par, con una estructura que incluía un imán fijo y bobinados giratorios en su interior. Sin embargo, este diseño presentaba una serie de problemas. Para transmitir la electricidad, unas escobillas de carbón accionadas por resorte entraban en contacto con un conmutador, que a su vez suministraba energía a los bobinados. A medida que las escobillas se desgastaban, dejaban residuos que podían acumularse y provocar arcos eléctricos en las tiras del conmutador, lo que daba lugar a fallos en el motor. Para evitarlo, era necesario realizar un mantenimiento periódico de los servomotores de CC con escobillas a fin de prevenir posibles daños. Para resolver estos problemas y minimizar los costes y riesgos asociados al funcionamiento de los servomotores con escobillas, los ingenieros desarrollaron el sistema de servo sin escobillas.
El sistema de servomotores sin escobillas supuso un importante avance, emulando la estructura de los servomotores de CC con escobillas, pero con una mayor durabilidad. Al incorporar encoders y tacómetros sin escobillas, este diseño logró intervalos de mantenimiento más largos y sentó las bases para aplicaciones más potentes.
Avances en los Servomotores de CA
El diseño inicial sin escobillas se limitaba a tareas de baja potencia, lo que llevó a la creación del servomotor de CA. Este nuevo motor utilizaba imanes permanentes y una fuerza contraelectromotriz sinusoidal, conseguida mediante el uso de imanes sesgados y bobinados superpuestos, una técnica conocida como control orientado al campo o control vectorial. Hoy en día, los servomotores de CA se utilizan ampliamente en entornos industriales debido a su idoneidad para aplicaciones de alta potencia y a su capacidad para producir un par suave. Funcionan empleando un conmutador de anillo dividido con dos secciones separadas conectadas a polos opuestos del motor, lo que hace que los polos de los devanados cambien de polaridad e impulsen el motor.
Eficiencia e Innovación en el Control de Motores
Cuando funcionan a plena potencia, los servomotores pueden alcanzar una eficiencia de hasta el 95% y presentan una baja densidad de potencia debido a la ausencia de corriente en el rotor, lo que permite generar instantáneamente el 100% del par. Por eso los servomotores se utilizan habitualmente en los coches eléctricos. Aunque el servomotor en sí mismo ha recibido mucha atención, el encoder desempeña un papel crucial en la mejora del rendimiento. Al proporcionar un registro preciso de la posición del rotor, el encoder influye enormemente en la precisión del motor. Los servomotores que se utilizan hoy en día han evolucionado con respecto a las generaciones anteriores, utilizando la última tecnología de imanes y conectándose a variadores de velocidad para ofrecer un rendimiento inigualable.
Tipos de Servomotores
En el panorama industrial actual, existen dos tipos principales de servomotores: lineales y rotativos. Los motores lineales destacan en aplicaciones que requieren velocidades y aceleraciones más elevadas, accionamiento directo, un desgaste mínimo y una alta precisión de posicionamiento. Por su parte, los motores rotativos ofrecen funcionamiento continuo, reversibilidad, velocidad proporcional a la tensión aplicada, par proporcional a la corriente y una alta eficiencia.
La elección entre motores lineales y rotativos depende de los requisitos de la aplicación. Los motores lineales son los preferidos para sistemas de recogida y colocación de recorrido corto, equipos de inspección, montañas rusas y sistemas de lanzamiento de vehículos. Por su parte, los motores rotativos encuentran aplicación en mecanismos de torneado de madera, hilado industrial, máquinas de tejer, telares y máquinas de punto.
Conclusión
Los servomotores, que evolucionan con la última tecnología magnética y se conectan a variadores de velocidad, ofrecen un rendimiento inigualable en términos de velocidad, tamaño y eficiencia en comparación con los sistemas de motores de inducción. Aunque los sistemas de motores de inducción siguen siendo una opción viable para determinadas aplicaciones debido a su menor coste, su robustez, su fiabilidad y su familiaridad, las capacidades superiores de los servomotores los convierten en la opción preferida para muchas instalaciones industriales modernas. A medida que avanza la tecnología, se espera que los servomotores desempeñen un papel crucial en el futuro de la automatización y la robótica.
HVH Industrial Solutions es distribuidor autorizado de Stober, Bonfiglioili, Wittenstein, y Festo, y ofrecemos una amplia gama de sus productos. Trabajamos en estrecha colaboración con su equipo de ingeniería para proporcionar un servicio al cliente y un soporte técnico de calidad superior.
Si tiene alguna pregunta, escríbanos a través del chat en vivo, llámenos o envíenos una solicitud de cotización. El equipo de HVH siempre está listo para ayudarle.
Solicitando... El archivo no debe superar los 20 MB. ¿Seguro que desea eliminar el archivo?
.jpg)
