Concepto de servomotor
La palabra servomotor no hace referencia a un tipo de motor en concreto sino más bien a un modo de control del motor determinado con el que se consiguen rápidos y muy precisos movimientos.
Un servomotor podría ser un motor asíncrono, un motor síncrono, un motor de corriente continua o un motor paso a paso, pero lo que convierte a estos motores en servomotores es el funcionamiento en lazo cerrado. Necesitan un control electrónico de la alimentación y de un detector en el eje que informe al controlador de los valores reales de posición, velocidad, y aceleración.
El controlador electrónico o servodriver trabaja con la modulación de ancho de pulso PWM.
Con el sistema de funcionamiento en lazo cerrado el controlador está continuamente comparando los valores deseados o nominales con los reales medidos con el encoder, en función de la diferencia entre unos y otros aumentará o reducirá la señal enviada.
Los encoders o resolvers pueden ser absolutos o incrementales . Si bien cada vez es más importante la detección absoluta de posiciones, ya que en muchas aplicaciones no es posible realizar un recorrido de referencia.
Las aplicaciones típicas de los servomotores las encontramos en robótica, centros de mecanizado por control numérico o procesos de automatización de industria.
Momento de inercia.
Lo motores previstos para trabajar como servomotores deben tener un momento de inercia pequeño para conseguir velocidades y aceleraciones rápidas.
Hay que tener en cuenta que el momento de inercia en aplicaciones giratorias es equivalente a la masa en movimientos lineales.
En los movimientos lineales sólo hay que tener en cuenta la masa, pero en los movimiento giratorios hay que añadir una variable, la distancia de las masa a un eje central.
El momento de inercia J es:
y puede entenderse como una resistencia adicional que se opone al movimiento circular. Siempre que se produce una aceleración, primero debe superarse la inercia de la masa a mover.
Por tanto cuanto más grueso sea el motor mayor será su momento de inercia ya que la distancia está elevada al cuadrado. Para reducir los momentos de inercia, los motores que forman parte de un servomotor se construyen alargados para no incrementar excesivamente la distancia al eje de giro.
Regulación PI
La mayoría de los Servomotores trabajan con el sistema de regulación PI, proporcional, integral. Error presente y error pasado.
En el siguiente video podemos ver como funciona un servomotor.
