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SERVOMOTOR
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World of Motors
DC Motors AC Motors Stepper
Electric MotorsPneumatic Motors Hydraulic Motors
Servo Motors
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Brush DC
Brushless DC
Single Phase
Poly-Phase (3 phase)
Linear
Universal
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Introdução
Existem critérios de desempenho que
transformam um motor em servomotor.
Os servomotores industriais devem
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Os servomotores industriais devem
responder rapidamente a mudanças na
velocidade ou posição. Esse atuador
funciona em malha fechada.
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Servomotores são caracterizados por
um formato compacto, com alta
potência, baixa inércia e alta eficiência.
Devem possuir alto desempenho
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Devem possuir alto desempenho
dinâmico e excelente exatidão.
Um servoacionamento é constituído de
um servoconversor e um servomotor
com seu sensor de posição.
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Composição do servoacionamento
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O servoconversor é responsável pelo
controle eletrônico do funcionamento
do servomotor. Basicamente, a
estrutura que faz esse controle é
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estrutura que faz esse controle é
composta por:
� Um microcontrolador;
� Diversas memórias;
� Sistema de entrada e saída de dados.
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O estágio de potência também está
dentro do servoconversor. Tem-se um
retificador, um elo de corrente contínua
e um inversor a IGBT. Uma tensão
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e um inversor a IGBT. Uma tensão
trifásica sintetizada na forma de PWM
senoidal é produzida pelo estágio
inversor desse conversor.
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O estágio de potência que alimenta um
servomotor de corrente alternada é um
conversor de frequência normal.
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Muitos processos industriais são
controlados por servomotores.
Eles devem ser usados quando o
movimento exige controle e exatidão.
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movimento exige controle e exatidão.
A elevada dinâmica aumenta a
produtividade e a exatidão melhora a
qualidade do produto.
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Ao contrário dos motores industriais
usuais, os servomotores não são
usados para a conversão contínua de
energia. Eles são usados para controle
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energia. Eles são usados para controle
de movimento e posicionamento.
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Aplicações em diferentes campos
da indústria, por exemplo:
� Máquinas-ferramenta a comando
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� Máquinas-ferramenta a comando
numérico;
� Sistemas de posicionamento;
� Robôs industriais.
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Exemplo de máquina ferramenta
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Atualmente, a automação industrial tem
usado como servomotor o chamado
“brushless AC motor”. Trata-se de um
motor de ímãs permanentes alimentado
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motor de ímãs permanentes alimentado
por corrente alternada. No entanto, outros
tipos de motores podem se enquadrar no
conceito de servomotor.
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Imagem de servomotores brushless AC
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Servomotor em corte
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Servomotor com freio eletromagnético
Um servomotor com freio é usado em
aplicações com carga na vertical. Assim,
no caso de falta de energia elétrica, a
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no caso de falta de energia elétrica, a
carga seria suportada através do freio.
Também, poderia ser usado no caso da
carga permanecer estática por muito
tempo e o servo não consumir corrente.
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Servomotor weg com freio eletromagnético
Para o freio ser liberado é necessário alimentá-lo com uma fonte externa de 24 Vcc.
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Servomotor com freio eletromagnético
O tipo de freio mais comum usa molas de
compressão para empurrar e travar o
rotor. Para liberar o freio, uma tensão é
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rotor. Para liberar o freio, uma tensão é
aplicada em duas bobinas que geram uma
força eletromagnética e comprimem as
molas. Assim, o rotor fica liberado para
rodar.
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Sistema de alimentação do servomotor
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O servoconversor utiliza o
sinal de realimentação do
transdutor de posição para
controlar a posição angular do
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controlar a posição angular do
servomotor. Portanto, o
servoacionamento tem um
controle em malha fechada.
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Na figura abaixo são mostradas
algumas curvas de torque do
servomotor WEG modelo SWA-40
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SWA-40-2.6-30
SWA-40-1.6-30
SWA-40-0.8-30
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O tipo de servomotor mais usado é o
síncrono de ímãs permanentes
montados na superfície do rotor. No
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entanto, outros tipos de motores
podem ser usados para aplicações
específicas em que o custo é tão
importante como o desempenho.
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No caso de se usar um motor cc com
escovas como servomotor, o projeto, a
construção e o modo de operação são
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diferentes de um motor convencional.
O rotor desse servomotor cc é
projetado para ser mais longo e com
menor diâmetro.
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Servomotor cc com ímãs permanentes e
com escovas (Brushed DC Servo Motor)
Na figura abaixo é mostrado o rotor de
um servomotor cc.
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um servomotor cc.
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No estator, deste tipo de servomotor,
existem pares de polos magnéticos.
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Tanto o motor cc com enrolamentos de
campo no estator como o que possui
ímãs permanentes podem ser usados
como servomotores, embora seja mais
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como servomotores, embora seja mais
comum o que utiliza ímãs, pois é mais
eficiente. A armadura no rotor deve ser
compacta para reduzir a inércia.
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Nas imagens abaixo são mostradas uma
estrutura de estator com ímãs permanentes
e com enrolamentos de campo.
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Servomotor cc sem escovas e com ímãs
permanentes (Brushless DC Motor - BLDC)
Na figura abaixo é mostrado um
esquemático desse servomotor.
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esquemático desse servomotor.
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Os servomotores cc sem escovas
apresentam duas principais vantagens
em relação ao com escovas:
� Não necessita de trocas de escovas e
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� Não necessita de trocas de escovas e
limpeza do pó de escova;
� Atingem uma maior velocidade.