¿Los motores servo son de corriente alterna (AC) o de corriente continua (DC)?

Los servomotores están disponibles en tipos de CA y CC, con la clasificación basada en el tipo de energía eléctrica que requieren para operar. Mientras que ambas variantes comparten una estructura común—consistente en un motor, un sensor de retroalimentación (como un codificador o potenciómetro) y un circuito de control—difieren en la fuente de energía, el diseño interno y los casos de uso típicos. A pesar de estas diferencias, su propósito principal sigue siendo el mismo: proporcionar un control preciso sobre la posición, la velocidad o el par en sistemas automatizados.

Los motores servo de CC funcionan con corriente continua (CC) y comúnmente se construyen alrededor de diseños de motores de CC con escobillas o sin escobillas, cada uno emparejado con un controlador electrónico para operación en bucle cerrado.

utilizan un conmutador mecánico y escobillas de carbono para entregar corriente al rotor. Su funcionamiento es sencillo: la velocidad y dirección del motor se controlan fácilmente ajustando el voltaje de entrada. Estos motores son compactos, asequibles y adecuados para aplicaciones de baja potencia, como pequeñas robóticas, actuadores servo en proyectos de aficionados y dispositivos de automatización de oficinas como impresoras y escáneres.

eliminar completamente los cepillos, confiando en su lugar en la conmutación electrónica a través de un controlador. Este diseño reduce el desgaste, mejora la eficiencia y extiende la vida útil. Los motores servo BLDC ofrecen un mejor rendimiento térmico y relaciones de par a tamaño más altas, lo que los hace ideales para aplicaciones de rendimiento medio a alto, como máquinas CNC, sistemas de automatización industrial y vehículos guiados automatizados (AGVs).

Los motores servo AC funcionan con corriente alterna (AC) y son típicamente motores síncronos de imán permanente (PMSMs). Requieren un controlador dedicado, a menudo llamado amplificador de servo o inversor, que convierte la energía eléctrica AC entrante en corriente controlada con precisión al ajustar la frecuencia, la fase y la amplitud.

Estos motores sobresalen en aplicaciones que exigen alta velocidad, precisión de alto par y respuesta dinámica. Debido a que generan menos calor y ofrecen una densidad de potencia superior en comparación con muchos contrapartes de CC, los servomotores de CA se utilizan ampliamente en entornos industriales, especialmente en brazos robóticos, herramientas de máquina de precisión, equipos de embalaje y líneas de ensamblaje de alta velocidad.

Los sistemas de servoaccionamiento AC modernos a menudo incorporan algoritmos de control avanzados como el control orientado al campo (FOC), lo que permite un movimiento suave, un mínimo de ondulación de par y una excelente capacidad de respuesta bajo cargas variables.

Los motores servo de CC son alimentados por fuentes de CC como baterías, fuentes de alimentación rectificadas o controladores de CC regulados. En contraste, los motores servo de CA requieren una fuente de alimentación de CA, ya sea directamente de la red eléctrica o a través de un inversor que convierte CC en CA con frecuencia y voltaje variables.

Los sistemas de servo AC generalmente requieren electrónica de control más sofisticada para gestionar el tiempo, la frecuencia y la fase de la forma de onda AC. Si bien esto aumenta el costo del sistema, también permite un control más preciso y una respuesta dinámica más rápida, especialmente durante los ciclos de aceleración y desaceleración.

Los motores servo de CC—particularmente los modelos con escobillas—son típicamente menos costosos inicialmente y más simples de implementar. Sin embargo, las escobillas se desgastan con el tiempo y deben ser reemplazadas periódicamente, lo que aumenta las necesidades de mantenimiento a largo plazo.

Los motores servo AC y los servos de CC sin escobillas tienen costos iniciales más altos, pero ofrecen una vida útil más larga y un mantenimiento mínimo debido a la ausencia de conmutación mecánica.

Los servos de CA tienden a superar a los modelos de CC en aplicaciones de alta velocidad, alto par y de servicio continuo. También manejan el calor de manera más eficiente, lo que permite un funcionamiento sostenido bajo cargas pesadas. Los servos de CC siguen siendo populares en sistemas de bajo costo y menor potencia donde la precisión extrema o la velocidad no son críticas.

En resumen, los servomotores pueden ser de CA o CC, y la elección entre ellos depende de los requisitos específicos de la aplicación, incluyendo la disponibilidad de energía, las demandas de precisión, el ciclo de trabajo y el presupuesto. Ambos tipos proporcionan un control de movimiento excepcional cuando se emparejan correctamente con su accionamiento y carga.

Mientras que los motores servo de corriente continua—especialmente los de escobillas—son valorados por su simplicidad y asequibilidad en sistemas más pequeños, los motores servo de corriente alterna dominan en la automatización industrial y maquinaria de alto rendimiento debido a su eficiencia, durabilidad y capacidades de control dinámico.

En última instancia, ya sea alimentados por CA o CC, los servomotores desempeñan un papel vital en la automatización moderna, la robótica y la ingeniería de precisión, ofreciendo un control de movimiento fiable, preciso y sensible en una amplia gama de industrias.