Como profissional do setor de automação, testemunhei em primeira mão as inúmeras vantagens dos servomotores. Esses dispositivos acionados com precisão oferecem maior controle e eficiência, tornando-os indispensáveis em diversas aplicações. Seja para robótica, CNC Em máquinas ou sistemas de transporte, os benefícios do uso de servomotores são significativos. De tempos de resposta aprimorados a maior eficiência energética, os servomotores elevam o desempenho e a produtividade. Neste artigo, abordarei as principais vantagens dos servomotores e como eles podem transformar suas operações.

Servo motor refere-se ao motor que controla a operação de elementos mecânicos no sistema servo e é um dispositivo de mudança de velocidade indireta que complementa o motor. Existem algumas vantagens do servomotor, ele pode controlar a velocidade, a precisão da posição é muito precisa e o sinal de tensão pode ser convertido em torque e velocidade para acionar o objeto de controle. A velocidade do rotor do servomotor é controlada pelo sinal de entrada e pode responder rapidamente, sendo usado como um elemento executivo no sistema de controle automático e possui as características de pequena constante de tempo eletromecânica e alta linearidade. O sinal elétrico recebido pode ser convertido em deslocamento angular ou saída de velocidade angular no eixo do motor. Dividido em duas categorias: servomotores CC e CA, sua principal característica é que quando a tensão do sinal é zero, não há fenômeno de rotação e a velocidade diminui uniformemente com o aumento do torque. 

Princípio de funcionamento do servo motor

O sistema servo é um sistema de controle automático que permite que as grandezas controladas de saída, como a posição, orientação e estado de um objeto, sigam qualquer alteração no alvo de entrada (ou valor fornecido). O servo depende principalmente de pulsos para posicionamento. Basicamente, pode-se entender que quando o servomotor recebe um pulso, ele gira o ângulo correspondente ao pulso para obter o deslocamento. Como o próprio servomotor tem a função de enviar pulsos, o servomotor Ao girar um ângulo, um número correspondente de pulsos será enviado. Dessa forma, ele ecoará com os pulsos recebidos pelo servomotor, ou um circuito fechado. Dessa forma, o sistema saberá quantos pulsos são enviados ao servomotor e quantos pulsos são recebidos de volta ao mesmo tempo. , Dessa forma, a rotação do motor pode ser controlada com precisão, de modo a obter um posicionamento preciso, que pode chegar a 0,001 mm. Os servomotores CC são divididos em motores com escovas e sem escovas. Motores com escovas são de baixo custo, estrutura simples, alto torque de partida, ampla faixa de regulagem de velocidade, fáceis de controlar e requerem manutenção, mas apresentam manutenção inconveniente (troca de escovas de carvão), interferência eletromagnética e requisitos ambientais. Portanto, podem ser utilizados em aplicações industriais e civis comuns, que exigem atenção ao custo.

O motor sem escovas é pequeno em tamanho, leve em peso, grande em potência, rápido em resposta, alta velocidade, pequena em inércia, rotação suave e torque estável. O controle é complexo e é fácil de implementar inteligência. Seu método de comutação eletrônica é flexível, podendo ser comutação de onda quadrada ou comutação de onda senoidal. O motor não requer manutenção, possui alta eficiência, baixa temperatura de operação, baixa radiação eletromagnética, longa vida útil e pode ser usado em diversos ambientes.

Os servomotores CA também são motores sem escovas, que se dividem em motores síncronos e assíncronos. Atualmente, os motores síncronos são geralmente utilizados em controle de movimento. Sua faixa de potência é ampla e pode atingir altas potências. Apresentam grande inércia, baixa velocidade máxima de rotação e diminuem rapidamente com o aumento da potência. Portanto, são adequados para aplicações que operam suavemente em baixas velocidades.

O rotor dentro do servomotor é um ímã permanente. A eletricidade trifásica U/V/A controlada pelo driver forma um campo eletromagnético. O rotor gira sob a ação desse campo magnético. Ao mesmo tempo, o encoder do motor realimenta o sinal para o driver. Os valores são comparados para ajustar o ângulo de rotação do rotor. A precisão do servomotor depende da precisão (número de linhas) do encoder.

A diferença entre servomotor CA e servomotor CC sem escovas é a função: o servomotor CA é melhor, pois possui controle de onda senoidal e a ondulação de torque é pequena. Um servo CC é uma onda trapezoidal. Mas o servo CC é relativamente simples e barato. 

Faixa de aplicação do servo motor

Os servomotores CC podem ser utilizados em máquinas de faísca, manipuladores, máquinas de precisão, etc. Podem ser equipados com um encoder e tacômetro padrão com alta análise de 2500P/R simultaneamente, e podem ser equipados com uma caixa de engrenagens, proporcionando precisão confiável e alto torque. Boa regulação de velocidade, peso e volume unitários, a potência de saída é a mais alta, superior à do motor CA e muito superior à do motor de passo. A flutuação de torque da estrutura multiestágio é pequena. 

Existem muitas áreas de aplicação para servomotores. Desde que haja uma fonte de alimentação e requisitos de precisão, os servomotores geralmente podem ser utilizados. Tais como máquinas-ferramentas, equipamentos de impressão, equipamentos de embalagem, equipamentos têxteis, equipamentos de processamento a laser, robôs, linhas de produção automatizadas e outros equipamentos com requisitos relativamente altos de precisão de processo, eficiência de processamento e confiabilidade de trabalho. 

Características do servo motor

Quais são as vantagens dos servomotores em comparação com outros motores (como motores de passo):

1. Precisão: realiza o controle de malha fechada de posição, velocidade e torque; supera o problema de motor de passo fora de sincronismo;

2. Velocidade: o desempenho em alta velocidade é bom, geralmente a velocidade nominal pode atingir 2.000 a 3.000 rpm;

3. Adaptabilidade: forte capacidade anti-sobrecarga, capaz de suportar uma carga três vezes maior que o torque nominal, especialmente adequado para ocasiões com flutuações instantâneas de carga e requisitos de partida rápida;

4. Estável: a operação em baixa velocidade é estável e não haverá fenômeno de passo semelhante ao dos motores de passo durante a operação em baixa velocidade. Adequado para ocasiões com requisitos de resposta de alta velocidade;

5. Pontualidade: O tempo de resposta dinâmica de aceleração e desaceleração do motor é curto, geralmente dentro de dezenas de milissegundos;

6. Conforto: o calor e o ruído são reduzidos significativamente.

Simplificando: o motor comum que você costuma ver gira por um tempo devido à sua própria inércia após ser desligado e depois para. Mas o servomotor e o motor de passo param quando dizem "pare" e andam quando dizem, e a resposta é extremamente rápida.

Notas

1. Proteção de óleo e água do servo motor

Servomotores podem ser usados em locais expostos a gotículas de água ou óleo, mas não são totalmente à prova d'água ou de óleo. Portanto, servomotores não devem ser instalados ou utilizados em ambientes com água ou óleo. Se o servomotor estiver conectado a uma engrenagem de redução, um retentor de óleo deve ser adicionado ao usar o servomotor para evitar que o óleo da engrenagem de redução entre no servomotor. O cabo do servomotor não deve ser submerso em óleo ou água. 

2. O cabo do servo motor é usado para reduzir o estresse

Certifique-se de que o cabo não seja submetido a cargas de momento ou verticais devido a forças de flexão externas ou ao seu próprio peso, especialmente nas saídas ou conexões do cabo. No caso de um servomotor em movimento, o cabo (ou seja, aquele configurado com o motor) deve ser firmemente fixado a uma parte estacionária (em relação ao motor). Ele deve ser estendido com um cabo adicional instalado no suporte de cabos para que a tensão de flexão seja minimizada. O raio do cotovelo do cabo deve ser o maior possível. 

3. Carga da extremidade do eixo permitida pelo servo motor

Certifique-se de que as cargas radiais e axiais aplicadas ao eixo do servomotor durante a instalação e a operação estejam dentro dos valores especificados para cada modelo. Cuidado especial deve ser tomado ao instalar um acoplamento rígido, especialmente porque cargas de flexão excessivas podem causar danos ou desgaste nas extremidades do eixo e nos mancais. É melhor usar um acoplamento flexível para que a carga radial seja inferior ao valor permitido, projetado para servomotores com alta resistência mecânica. 

4. Atenção à instalação do servomotor

Ao instalar/remover componentes de acoplamento na extremidade do eixo do servomotor, não bata diretamente na extremidade do eixo com um martelo. (O martelo atinge diretamente a extremidade do eixo, e o encoder na outra extremidade do eixo do servomotor deve ser removido). Procure alinhar as extremidades do eixo de forma ideal (a falha em fazê-lo pode resultar em vibração ou danos ao rolamento). 

Servomotores em prensa dobradeira

Seja um eixo de torção Dobradeira ou uma prensa dobradeira eletro-hidráulica, o motor equipado geralmente é um motor CA comum. Obviamente, se o cliente tiver altos requisitos de frequência e precisão da máquina e, ao mesmo tempo, desejar obter o efeito de economia de energia, proteção ambiental e redução de ruído, recomendamos fortemente a instalação de servomotores para todos. A seguir, apresentarei o conteúdo específico relacionado a servomotores.

Demonstração em vídeo