Com funciona un servomotor? Un servomotor és un dispositiu electromecànic que produeix parell i velocitat en funció del corrent i la tensió subministrats. Un servomotor funciona com a part d'un sistema de llaç tancat que proporciona parell i velocitat segons l'ordre d'un servocontrolador que utilitza un dispositiu de retroalimentació per tancar el llaç. El dispositiu de retroalimentació proporciona informació com ara el corrent, la velocitat o la posició al servocontrolador, que ajusta l'acció del motor en funció dels paràmetres comandats.
Els servomotors estan disponibles en una àmplia varietat de tipus, formes i mides. El terme servo va ser utilitzat per primera vegada el 1859 per Joseph Facort, que va implementar un mecanisme de retroalimentació per ajudar a dirigir un vaixell amb vapor per controlar els timons. Un servomotor forma part d'un servomecanisme que consta de tres elements clau: un motor, un dispositiu de retroalimentació i electrònica de control. El motor pot ser AC o DC, raspall o sense escombretes, rotatiu o lineal, i de qualsevol mida. El dispositiu de retroalimentació pot ser un potenciòmetre, un dispositiu d'efecte Hall, un tacòmetre, un resolutor, un codificador, un transductor lineal o qualsevol altre sensor segons correspongui. Completar el servosistema és l'electrònica de control que alimenta el motor i compara les dades de retroalimentació i la referència de comandaments per verificar que el servomotor funciona segons les ordres. Hi ha molts tipus d'aplicacions de servomotors, des de simples motors de corrent continu utilitzats en aplicacions d'afició (com ara models d'avions) fins a sofisticats motors sense escombretes impulsats per complexos controladors de moviment utilitzats per a centres de mecanitzat de diversos eixos. Un exemple d'un servomecanisme comú és un control de velocitat del vehicle que consta d'un motor (el motor), un sensor de velocitat (retroalimentació) i electrònica per comparar la velocitat del vehicle amb la velocitat establerta. Si el vehicle frena, el sensor envia aquestes dades a l'electrònica que, al seu torn, augmenta el gas al motor per augmentar la velocitat fins al punt de consigna desitjat: un sistema senzill de llaç tancat.
Un servomotor industrial simple consisteix en un motor de corrent continu d'imant permanent amb un tacòmetre integral que proporciona una tensió de sortida proporcional a la velocitat. L'electrònica de l'accionament ofereix la tensió i el corrent necessaris al motor en funció de la tensió retornada des del tacòmetre. En aquest exemple, s'estableix una velocitat comandada (representada com a tensió de referència d'ordre) al controlador, després el circuit del controlador compara la tensió de retroalimentació del tacòmetre i determina si s'ha aconseguit la velocitat desitjada, coneguda com a bucle de velocitat tancat. El bucle de velocitat controla la velocitat comandada i la retroalimentació del tacòmetre, mentre que el conductor ajusta la potència al motor per mantenir la velocitat comandada desitjada.
En un sistema servo més sofisticat, s'ajusten múltiples bucles incrustats per obtenir un rendiment òptim per proporcionar un control de moviment de precisió. El sistema consta de bucles de corrent, velocitat i posició que utilitzen elements de retroalimentació de precisió. Cada bucle senyalitza el bucle posterior i supervisa els elements de retroalimentació adequats per fer correccions en temps real per coincidir amb els paràmetres comandats.
El bucle base és el bucle de corrent o de parell. El corrent és proporcional al parell en un motor rotatiu (o força en un motor lineal), que proporciona acceleració o empenta. Un sensor de corrent és un dispositiu que proporciona retroalimentació relacionada amb el corrent que circula pel motor. El sensor envia un senyal de tornada a l'electrònica de control, normalment un senyal analògic o digital proporcional al corrent del motor. Aquest senyal es resta del senyal comandat. Quan el servomotor està al corrent comandat, el bucle es satisfarà fins que el corrent caigui per sota del corrent comandat. Aleshores, el bucle augmentarà el corrent fins que s'assoleixi el corrent comandat, i el cicle continuarà a velocitats d'actualització inferiors al segon.
El bucle de velocitat funciona de la mateixa manera amb una tensió proporcional a la velocitat. El bucle de velocitat envia al bucle de corrent una ordre per augmentar el corrent (augmentant així la tensió) quan la velocitat cau per sota de la velocitat comandada.
El bucle de posició accepta una comanda per a un PLC o controlador de moviment, que al seu torn proporciona una comanda de velocitat que s'alimenta al bucle de velocitat, que al seu torn comanda el corrent necessari per accelerar, mantenir i desaccelerar el motor per moure's a la posició comandada. . Els tres bucles funcionen en sincronia optimitzada per proporcionar un control suau i precís del servomecanisme.