Principios y aplicaciones de los sistemas de control de servomotores de CC

¿Qué es un servomotor de CC?

El servomotor de CC es un tipo de motor rotatorio o lineal que recibe energía de un servoamplificador para generar par o fuerza para sistemas mecánicos, como actuadores o frenos. Los servomotores pueden controlar con precisión la posición angular, la aceleración y la velocidad, utilizando un sistema de control de bucle cerrado. Este sistema considera la salida de corriente y la modifica para cumplir con las condiciones deseadas. Las acciones de control en estos sistemas se basan en la salida del motor, con mecanismos de retroalimentación positiva que rigen el movimiento y la posición final del eje.

Figura 1 - Servomotor industrial

Estos motores pueden funcionar tanto con corriente constante como con corriente alterna. Los servomotores de CA son más comunes en la maquinaria industrial pesada debido a su capacidad para soportar picos de corriente más altos, mientras que los servomotores de CC son más adecuados para aplicaciones más pequeñas, ya que brindan un excelente control y retroalimentación. La velocidad de un servomotor está determinada por la frecuencia del voltaje aplicado y la cantidad de polos magnéticos.

Los servomotores son muy versátiles en entornos de fabricación. Junto con los servomotores de CC, pueden utilizarse ampliamente en la industria de la automatización, con aplicaciones típicas que incluyen robots colaborativos, sistemas de transporte, operadores de puertas automáticas, mecanizado CNC, sistemas de radar, sistemas de seguimiento y diversas soluciones de automatización. Sin embargo, requieren controladores relativamente complejos. El funcionamiento de los servomotores es similar al de los motores electromagnéticos, y se diferencian principalmente en la estructura y la funcionalidad. Los servomotores estándar suelen utilizar engranajes de plástico, mientras que los servomotores de alta potencia están equipados con engranajes de metal.

Estructura del servomotor de CC Estructura del servomotor

Un servomotor consta de dos bobinados: un estator y un rotor. El bobinado del estator se encuentra en la parte estacionaria del motor y se suele llamar bobinado de campo, mientras que el bobinado del rotor se encuentra en la parte giratoria y se llama bobinado de inducido. Dos cojinetes a cada lado del motor permiten que el eje se mueva libremente. Los codificadores se utilizan como sensores de proximidad para determinar la velocidad y las revoluciones por minuto del motor y se utilizan a menudo con controladores de servomotores de CC y variadores de servomotores de CC.

El principio de funcionamiento del servomotor se basa en un sistema de control de bucle cerrado, que utiliza la retroalimentación de posición para corregir errores y lograr un control preciso. Sus pasos clave incluyen:

1. Entrada de referencia : el usuario establece la posición o velocidad deseada.
2. Generación de señal de error: el controlador compara la entrada de referencia con la posición real enviada por el sensor de posición para generar una señal de error.
3. Amplificación y corrección: La señal de error se amplifica y se utiliza para corregir la posición o la velocidad del motor.
4. Movimiento del motor: Según la señal de corrección, el controlador impulsa el motor en la dirección deseada hasta que la señal de error se acerca a cero.
5. Bucle de retroalimentación continua: el sensor de posición monitorea continuamente la posición real y el error se corrige continuamente hasta que el eje del motor permanece en la posición establecida para evitar interferencias externas.

Resumen: Los servomotores corrigen errores a través de un sistema de circuito cerrado de retroalimentación negativa para garantizar un control preciso del movimiento rotacional.