Como funciona un servomotor

El servomotor es una clase especial de motor con la que se controla la posición del eje en un momento particular. Se explica cómo funciona un servomotor, qué es, para qué sirve, sus tipos y más.

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¿Qué es un servomotor?

Un servomotor es un dispositivo actuador que tiene la posibilidad de ubicarse en cualquier posición angular por medio de señales de control. Los servomotores poseen un rango de operación. Es decir, no trabajan con posiciones de 360º. La mayoría trabajan con un rango de -90º a +90º. Esto quiere decir que se mueven en los ángulos comprendidos entre -90º y 90º. Tras moverse a ese ángulo la posición se mantiene fija para que realice su labor.

Cómo funciona un servomotor

¿Para qué sirve un servomotor?

El servomotor por su capacidad de movimiento, fijarse en una posición y trabajo, se lo utiliza en la robótica y en instancias industriales. Incluso en los sistemas de seguimiento solar se lo emplea para guiar el movimiento de los paneles solares de acuerdo con la dirección del sol.

¿Cómo funciona un servomotor?

Un servomotor dispone de tres cables en lugar de dos como los motores comunes. Los cables casi siempre son de los mismos colores y por eso se los puede reconocer con facilidad. El color depende del fabricante. La necesidad de esa señal de control hace que sea necesario su uso sin un circuito de control pertinente. Lo anterior se explica por su circuito de control interno, para que la señal de control modulada se dé. Por eso se utiliza una modulación por ancho de pulsos.

El componente principal de un servomotor es un motor de corriente continua. Los motores de corriente continua tienen mucha velocidad, pero muy poco torque. Por lo tanto, el servomotor para aumentar el torque se utiliza una caja reductora. Esta transforma gran parte de la velocidad de giro en fuerza.

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Desde el circuito electrónico se recibe la señal de la modulación por ancho de pulsos y se la traduce en el movimiento del motor DC. El eje del anterior motor ya está acoplado con un potenciómetro, para permitir que se forme un divisor de voltaje. Ese voltaje de salida del divisor tendrá que variar según sea la posición del eje del motor DC.

Para lograr el mayor toque en un servomotor la tensión de alimentación debe ir de 4 a 9 voltios. Por último, el servomotor también posee un circuito de control el cual recibe la señal de la posición en la que debe estar.

Partes de un servomotor

Partes de un servomotor

  • Motor de corriente continua (DC) – Es un elemento con el que se le da movilidad al servomotor. Si se aplica un potencial a sus dos terminales, el motor va a girar en un sentido a su máxima velocidad. Si el voltaje que se aplica en sus dos terminales es inverso, el giro se invierte.
  • Engranajes reductores – Es un tren de engranajes que reduce la alta velocidad de giro del motor para que se incremente la capacidad de torque.
  • Sensor de desplazamiento – Es casi siempre un potenciómetro que se ubica en el eje de salida del servomotor, el cual se usa para conocer la posición angular.
  • Circuito de control – Se trata de una placa electrónica que aplica una estrategia de control de su posición de retroalimentación. Para lo anterior, el circuito va comparando una señal de entrada de referencia o de posición deseada, con la posición actual que mide el potenciómetro. Esa diferencia es amplificada y se usa para mover el motor en la dirección que resulte necesaria para que el error se reduzca.

Tipos de servomotor

Servomotor de rango de giro limitado – Son los más comunes y permiten que su rotación sea de 180 grados, razón por la que no pueden realizar una vuelta completa.

Servomotor de rotación continua – Su característica principal es que pueden girar 360 grados, por tanto, dan una rotación completa. El funcionamiento es semejante al de un motor convencional, aunque con las propiedades de un servomotor, así que está en capacidad de controlar la posición y la velocidad al darse un giro en un momento específico.

Usos de un servomotor

Este es un dispositivo que para el caso de los servomotores industriales es empleado en el zoom de la cámara de fotos, robótica, impresoras para el control del retroceso y avance del papel, robots industriales, sistemas de conducción, máquinas de herramientas, coches radiocontrol, timones de aviones, etc.

En un sistema de seguimiento solar permiten el movimiento de los paneles solares según sea la dirección del sol. En las máquinas de troquelado, fresadoras, tornos, etc.

Consumo de energía de un servomotor

Para determinar el consumo de un servomotor hay que fijarse en una carga eléctrica que será igual a la potencia multiplicada por el tiempo de utilización del motor. Ya que los servomotores se alimentan entre 4 y 6 voltios, se puede asumir su voltaje de alimentación es casi constante en la mayoría de los modelos. De todos modos, el consumo de corriente es lo que se diferencia.

Esa corriente demandada por el servomotor va a depender de:

  • Fabricante y el modelo.
  • La inercia que se acopla al eje del motor.
  • La velocidad de rotación que se aplica al eje.

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