Guía de selección de servomotores: Cómo lograr un control preciso y eficiente

Los servomotores son actuadores clave en los sistemas de automatización modernos, ya que proporcionan un posicionamiento preciso y una respuesta dinámica rápida mediante control de lazo cerrado. Ya sea en robots industriales, vehículos guiados automáticos (AGV), máquinas CNC o líneas de producción automatizadas, la selección correcta del servomotor es crucial para el rendimiento y la estabilidad del sistema. Esta guía describe una metodología completa para seleccionar el servomotor adecuado de forma eficiente.

1. Conceptos básicos y principio de funcionamiento

Un servomotor utiliza señales de retroalimentación para mantener un control de lazo cerrado, garantizando la precisión de la posición, velocidad y aceleración. Flujo de trabajo: entrada de comando → cálculo de control → ejecución de salida → corrección de retroalimentación. El control de lazo cerrado permite que el motor mantenga la precisión en condiciones de carga variables, minimizando el sobreimpulso y la oscilación.

2. Tres parámetros clave para la selección

1. Cálculo del par

   • Fórmula: T = 9550 × P / n (T: par en N·m; P: potencia en kW; n: velocidad en rpm)

   • Aplicación: Calcular el par requerido en función de la carga y determinar la potencia del motor correspondiente.

2. Adaptación de inercia (fundamental para la estabilidad)

   • Principio: La relación entre la inercia de la carga (JL) y la inercia del rotor del motor (JM) afecta la respuesta y la estabilidad del sistema.

   • Recomendado: JL/JM ≤ 10 para sistemas generales; ≤ 3 para sistemas de alta precisión. Una mala adaptación puede causar oscilación o una respuesta lenta.

   • Cálculo: JL = Σ(masa × radio²).

3. Evaluación de potencia y margen de seguridad

   • Fórmula: P = T × n / 9550

   • Margen de seguridad: aplique un factor de seguridad de 1,2 a 1,5× y asegúrese de que la potencia máxima cumpla con los requisitos de aceleración.

3. Comprensión de las características de velocidad-par

El rendimiento del servomotor se define por su curva de velocidad-par:

• Par nominal : Par operativo seguro continuo.

• Par máximo : par máximo para aceleración a corto plazo o cambios de carga.

• Guía de selección : Asegúrese de que el punto de funcionamiento normal permanezca dentro del par nominal, evitando el funcionamiento prolongado en regiones críticas.

4. Proceso de selección estandarizado

Un proceso de cinco pasos simplifica la toma de decisiones:

1. Análisis de carga : determinar los requisitos de torque, inercia y velocidad.

2. Evaluación de las condiciones de operación : identificar el ciclo de trabajo, las condiciones ambientales y las necesidades de precisión.

3. Cálculo de parámetros : calcular y verificar el par, la inercia y la potencia.

4. Diseño de margen de seguridad : incluya un factor de seguridad apropiado para la confiabilidad.

5. Evaluación económica : equilibre el rendimiento, el coste, la vida útil y el mantenimiento para obtener un valor óptimo.

5. Errores comunes y consejos de optimización

• Evite sobredimensionar los motores innecesariamente, lo que aumenta el costo y el consumo de energía.

• Priorizar la adaptación a la inercia para garantizar una respuesta rápida y estable.

• Tenga en cuenta factores ambientales como la temperatura, la humedad y la clase de protección.

• Personalización: La longitud del motor, la potencia nominal y la interfaz se pueden adaptar a cargas especiales o restricciones de instalación.

Conclusión
La selección de un servomotor es un proceso sistemático que incluye análisis de carga, cálculo de parámetros, evaluación operativa y consideraciones económicas. Una selección adecuada mejora la precisión, la capacidad de respuesta y la eficiencia del sistema, a la vez que reduce el consumo de energía y los costos de mantenimiento, garantizando así un control de automatización fiable.