Un servomotor es un actuador que logra un posicionamiento, una velocidad y un control de par de alta-precisión mediante un control de bucle cerrado-. Con su respuesta rápida, alta precisión de posicionamiento y gran capacidad de sobrecarga, se usa ampliamente en campos de automatización de alto nivel-como máquinas herramienta CNC, robots y equipos semiconductores.
La selección y el cálculo científicos, que deben considerar tanto la carga estática como las características dinámicas, son un elemento central para garantizar el rendimiento del sistema.
I. Comprensión básica de los servomotores
1. Clasificación principal y escenarios aplicables Los servomotores se pueden clasificar en servos de CA (principales) y servos de CC (que se están eliminando gradualmente) según su método de accionamiento. Los servos de CA se pueden subdividir en:
Servomotor síncrono de imán permanente:
Características: El rotor contiene imanes permanentes, sin deslizamiento, eficiencia de hasta el 90%-95%. Ventajas: par de velocidad alto y bajo-, respuesta dinámica rápida (tiempo de respuesta inferior o igual a 20 ms), alta precisión (admite codificador de 17 bits, precisión de posicionamiento inferior o igual a 0,001 grados). Escenarios aplicables: equipos de posicionamiento de alta precisión (como perforadoras de PCB, robots de manipulación de obleas).
Servomotor asíncrono:
Características: El rotor no tiene imanes permanentes, estructura simple y bajo costo. Ventajas: Adecuado para entornos de alta-velocidad y alta-temperatura (velocidad máxima de hasta 10000 r/min). Escenarios aplicables: Husillos de alta-velocidad (como máquinas de grabado, centrífugas).
2. Lógica central de control de bucle cerrado-: Comando de posición → Controlador (comparar señal de retroalimentación) → Señal de ajuste de salida → Controlador (amplificar corriente) → Ejecución del motor → Codificador/regla de rejilla (retroalimentación-en tiempo real de posición/velocidad) → Formación de control de bucle cerrado-
Conceptos erróneos y soluciones comunes sobre la selección:
Relación de inercia excesiva:
Problema: La inercia de la carga es mucho mayor que la inercia del motor (p. ej., 20:1), lo que da como resultado una respuesta dinámica lenta y un gran exceso.
Solución: agregue un reductor (relación de reducción i=5, relación de inercia reducida a 0,8:1). Ignorando el par de aceleración:
Problema: Seleccionar solo según el par continuo genera alarmas de sobrecarga durante el arranque.
Solución: Se debe calcular el par de aceleración para garantizar el par máximo del motor Mayor o igual al par total requerido. Discrepancia entre resolución y precisión:
Problema: Seleccionar un codificador de baja-resolución (por ejemplo, 1000ppr) para requisitos de alta-precisión genera errores de posicionamiento.
Solución: Calcular la resolución mínima utilizando la fórmula precisión de posicionamiento del cable π. Error de adaptación ambiental:
Problema: El uso de un motor IP44 en un ambiente húmedo provoca cortocircuitos internos.
Solución: seleccione un motor con protección IP65 y protección térmica para entornos hostiles.
