En este artículo, aprenderá lo siguiente ¿Qué es un servomotor? Aquí están sus diagramas, definiciones, partes, tipos, características, beneficios y aplicaciones Explicado por fotografía.
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Tabla de contenido
¿Qué es un servomotor?
Definición de servomotor:
Un servomotor se define como lineal o rotativo Tipos de actuadores Proporciona un control de posición de alta velocidad y alta precisión para aplicaciones de control de posición de bucle cerrado.
En comparación con los grandes motores eléctricos industriales, los servomotores no son propicios para la conversión continua de energía. Estos motores tienen una respuesta rápida debido a la inercia y están diseñados con diámetros pequeños y longitudes de rotor largas.
Los servomotores tienen un mecanismo que utiliza la retroalimentación de posición para controlar la velocidad y la posición final del motor. Internamente, un servomotor es una combinación de un motor, un circuito de retroalimentación, un controlador y otro circuito electrónico.
Este tipo de motores son ideales para aplicaciones más pequeñas. Con el avance de los microprocesadores y los transistores de potencia, los servomotores de CA se utilizan con mayor frecuencia para el control de alta precisión.
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Estructura del servomotor
Utiliza un codificador o sensor de velocidad para proporcionar información sobre la velocidad y la posición. Esta señal de retroalimentación se compara con la posición del comando de entrada (la posición deseada del motor correspondiente a la carga) y genera una señal de error (si hay una diferencia entre ellos).
La señal de error disponible en la salida del detector de errores no es suficiente para accionar el motor. Por lo tanto, el detector de errores y el servoamplificador posterior aumentan el voltaje y el nivel de potencia de la señal de error y luego cambian el eje del motor a la posición deseada.
Básicamente, los servomotores se dividen en servomotores de CA y servomotores de CC en función de la fuente de alimentación utilizada para su funcionamiento. Los servomotores de imanes permanentes con escobillas se utilizan para aplicaciones simples debido a su bajo costo, eficiencia y simplicidad de trabajo.
Piezas de servomotores
Las partes principales del servomotor son las siguientes:
- vivienda
- Eje del motor
- cojinete
- rotor
- Estado
- freno
- Anillo elástico
- Junta tórica
- Guardián de rodamientos
- codificador
#1住宅
Una carcasa de aluminio recubierta de aproximadamente 1″ de espesor que rodea el interior del servomotor para proteger el motor de partículas externas. La carcasa del motor está diseñada para un desmontaje y montaje rápido y sencillo.
#2モーターシャフト
Funciona de manera similar al motor principal, pero la caja de cambios o el sistema de correa y polea en el que está instalado puede usar su energía para aumentar el par del motor mientras reduce su velocidad. El motor suele estar hecho de acero laminado en frío o acero laminado en caliente.
#3ベアリング
Los rodamientos pueden proporcionar una alta precisión y muy baja vibración para el motor. El resultado es un funcionamiento muy suave y fresco. La vida útil de los rodamientos se mejora mediante el uso de nuevas grasas y métodos para reducir los trastes.
#4ローター
El rotor generalmente se monta en el eje del motor y se coloca entre los dos cojinetes. El rotor es una parte móvil del servomotor. A un voltaje dado, el rotor del motor gira en la dirección requerida hasta que el error es cero.
#5ステータ
Es la parte fija del servomotor. La función del estator es generar un campo magnético giratorio para generar par de manera eficiente. Por lo general, consta de 12 segmentos de bobinado envueltos individualmente conectados por un solo cable de cobre.
#6ブレーキ
Los frenos se utilizan para sujetar cosas cuando se apaga una máquina o se activa una parada de emergencia, y constan de solo unas pocas partes. Se debe tener cuidado al soltar el freno, ya que el resorte se afloja cuando se aplica voltaje, por lo que el motor cae.
#7スナップリング
Los anillos elásticos mantienen la posición del eje después de los golpes directos o el ajuste fino por fuerzas no deseadas, al tiempo que minimizan el daño al motor. Sin él, el eje puede volver fácilmente a la carcasa.
#8 Junta tórica
Se coloca una junta tórica entre las dos partes para formar un sello y evitar la entrada de líquido. La junta tórica está hecha de polímero plástico y el servomotor consta de múltiples juntas tóricas.
#9ベアリングキーパー
La llave de rodamiento PER es una placa de mano colocada cerca del extremo de la polea que evita que el rodamiento se desplace.
#10エンコーダー
Un codificador es un dispositivo electromecánico que se utiliza para enviar la velocidad y la dirección de un motor de vuelta al accionamiento. Esto permite al operador observar y ajustar ciertos parámetros según sea necesario. Son ligeros y muy compactos.
El principio de funcionamiento del servomotor.
El servomotor funciona según el principio del método de modulación de ancho de pulsoEn este caso, el ángulo de rotación está controlado por la duración del pulso aplicado a su pin de control. Básicamente, un servomotor es un tipo de motor de corriente continua controlado por una resistencia variable (potenciómetro) y varios engranajes.
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Cómo funciona el servomotor
El servomotor de CC está compuesto por un motor de CC, un dispositivo de detección de posición, un conjunto de engranajes y un circuito de control. Los servomotores de CC emplean pequeños motores de CC para impulsar cargas a una velocidad y posición precisas.
La tensión de referencia de CC se ajusta ahora a la salida deseada correspondiente. Este voltaje se aplica mediante un potenciómetro, ya sea controlando el ancho de pulso al convertidor de voltaje o a través de un temporizador dependiendo del circuito de control. El dial del potenciómetro genera un voltaje asociado, que se aplica al amplificador de error.
Algunos circuitos utilizan un método de control de pulsos para crear un voltaje de referencia de CC correspondiente a la posición o velocidad deseada del motor. Luego se aplica al convertidor de voltaje por el ancho de pulso.
A través de este convertidor, el condensador comienza a cargarse a un ritmo constante cuando el pulso es alto. Luego, cuando el pulso baja, la carga del condensador se suministra al amplificador de búfer y esta carga se aplica aún más al amplificador de error.
Por lo tanto, la longitud del pulso determina el voltaje aplicado al amplificador de error como el voltaje deseado para producir la velocidad o posición deseada.
La señal de retroalimentación correspondiente a la posición actual de la carga se obtiene mediante un sensor de posición. Este sensor suele ser un potenciómetro que genera un voltaje correspondiente al ángulo absoluto del eje del motor a través de un mecanismo de engranajes.
Mecanismo de servomotor
El servosistema se compone principalmente de tres componentes básicos: dispositivo de control, sensor de salida y sistema de retroalimentación.
Se trata de un sistema de control automático de bucle cerrado. Aquí, en lugar de controlar el dispositivo mediante la aplicación de una señal de entrada variable, el dispositivo se controla mediante una señal de retroalimentación generada mediante la comparación de una señal de salida y una señal de entrada de referencia.
Cuando se aplica una señal de entrada de referencia o una señal de comando al sistema, se compara con la señal de referencia de salida del sistema generada por el sensor de salida con la tercera señal generada por el sistema de retroalimentación.
Esta tercera señal sirve como señal de entrada para el dispositivo controlado. Esta señal de entrada al dispositivo existe siempre que exista una diferencia lógica entre la señal de entrada de referencia y la señal de salida del sistema.
Cuando el dispositivo alcanza la salida deseada, no hay diferencia lógica entre las señales de entrada y salida de referencia del sistema.
La tercera señal generada al comparar estas señales anteriores será insuficiente para seguir operando el dispositivo y generar más salida del sistema hasta que se aplique la siguiente señal de entrada o señal de comando al sistema.
Por lo tanto, la tarea principal del servomecanismo es mantener la salida del sistema en el valor deseado en presencia de perturbaciones.
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Tipos de servomotores
Los tipos de servomotores son los siguientes:
- Servomotor de CC
- Servomotor de CA
- Rotación positiva
- Rotación continua
- Servomotor lineal
#1 Servomotor de CC
Este tipo utiliza fuentes de alimentación de CC separadas en el campo del devanado y el devanado de inducido. El servomotor de CC consta de varios componentes, que son un pequeño motor de CC, un potenciómetro de retroalimentación, una caja de engranajes, un circuito de accionamiento del motor y un bucle de control de retroalimentación. Es muy similar a un motor de CC normal.
Control del motor mediante el control de la corriente del inducido o la corriente de campo. Se trata de reactores guiados por armaduraDebido a su pecho bajo, proporciona una respuesta muy precisa y rápida a las señales de comando de inicio o parada. Estos motores se utilizan en máquinas de control numérico computarizado.
#2 Servomotor de CA
Los motores de CA contienen codificadores que se utilizan con el controlador para proporcionar retroalimentación y control de circuito cerrado. Este motor se caracteriza por su alta precisión y tiene un diseño con alta tolerancia. Algunos diseños también usan voltajes más altos para obtener más torque.
Se utilizan en automatización, robótica, máquinas CNC y otras aplicaciones con el alto grado de precisión y versatilidad requerido.
#3ポジティブローテーション
En este motor, el eje de salida del motor gira 180 grados. El motor consiste principalmente en un tope físico, que se encuentra en el mecanismo del engranaje para evitar que el sensor de rotación gire. A menudo se encuentran en agua controlada por radio, automóviles, aviones, robots, juguetes, etc.
#4連続回転
Se trata de servomotores estándar modificados para proporcionar un control de velocidad de bucle abierto en lugar del habitual control de posición de bucle cerrado. La señal de control se interpreta como la velocidad y la dirección de rotación, en lugar de determinar la posición del servo.
Servos que giran en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj en una gama de posibles fuentes de comando a diferentes velocidades. Esta aplicación se encuentra en el motor de accionamiento de un robot móvil.
#5リニアサーボモーター
Los servomotores lineales entran en la clase de servomotores rotativos posicionales, pero con el conjunto adicional de engranajes que convierten el O/P de circular a delantero y trasero. Estos servomotores rara vez se ven, pero a veces se utilizan como actuadores en modelos de aviones de gama alta.
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Ventajas de los servomotores
- Tienen la capacidad de generar una alta potencia de salida para el tamaño y el peso del motor.
- Con alta eficiencia, puede alcanzar el 90% bajo carga ligera.
- El motor proporciona una alta relación par-inercia y puede acelerar rápidamente la carga.
- Puede proporcionar un funcionamiento silencioso, funcionar sin problemas y proporcionar una alta precisión.
- La posición del servomotor se puede controlar con mayor precisión en comparación con otros motores de CC.
Desventajas de los servomotores
- La desventaja de los servomotores es que requieren ajustes para estabilizar el bucle de retroalimentación.
- Si algo se rompe, el motor se vuelve poco confiable. Por lo tanto, se requiere un circuito de protección.
- El costo total del sistema y el costo de instalación son más altos que los motores paso a paso porque requieren componentes de retroalimentación.
- Para proporcionar codificadores y soporte electrónico, necesitará un controlador complejo.
Aplicaciones de los servomotores
Las aplicaciones de los servomotores incluyen:
- Los servomotores se utilizan en robótica para activar el movimiento y dar al brazo un ángulo preciso.
- Se utilizan para arrancar, mover y detener cintas transportadoras que transportan productos junto con muchas etapas. Por ejemplo, etiquetar, embotellar y envasar productos.
- Un servomotor está integrado en la cámara y corrige la lente de la cámara para mejorar las imágenes desenfocadas.
- Este motor controla la rueda robótica en el vehículo robot y genera suficiente par para controlar el movimiento, el arranque, la parada y la velocidad del vehículo.
- También se utilizan en sistemas de seguimiento solar para corregir el ángulo de los paneles de modo que cada panel solar mire hacia el sol. Además, también se utilizan en máquinas de conformado y corte de metales para proporcionar un control de movimiento específico para las fresadoras.
- Los servomotores se utilizan en textiles para controlar máquinas de hilar y tejer, máquinas de tejer y telares.
- Los servomotores se utilizan en abridores automáticos de puertas para controlar puertas en lugares públicos como supermercados, hospitales y teatros.
- En los automóviles, los servomecanismos se utilizan para la dirección asistida, los sistemas de frenado y el control de crucero (velocidad).
conclusión
Es decir, los servomotores se utilizan en muchas industrias y tienen muchas ventajas como se explicó anteriormente. Ofrecen muchas soluciones a problemas mecánicos y tienen características que los hacen potentes y eficientes.
Así que por ahora, espero haber cubierto todo lo que estabas buscando “Servomotor”Si aún tiene alguna duda o consulta con respecto a este tema, deje un comentario a continuación, definitivamente le responderé. Si te gusta, compártelo con tus amigos.
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