Servomotor: o que é e como funciona

Com o avanço expressivo das tecnologias industriais ao longo dos últimos anos, o novo conceito de manufatura exigiu mecanismos capazes de satisfazer às novas necessidades fabris.

Neste contexto, foi necessário obter maior controle e precisão dos processos industriais, de modo que os erros operacionais fossem reduzidos ao máximo com a introdução da automação.

O servomotor, por exemplo, é um dispositivo indispensável nos mais recentes modelos de equipamentos industriais. Seja para o acionamento de motores por indução, atuadores hidráulicos ou pneumáticos.

Tempos atrás, esse dispositivo era utilizado apenas em projetos mecânicos de grande responsabilidade quanto à precisão e desempenho. 

No entanto, com o passar dos anos, seu preço se tornou acessível e, juntamente, o mecanismo tornou-se imprescindível na atuação de diversos mecanismos.

Ficou curioso sobre o que é o servomotor e como este funciona?

Pois fique sabendo que, neste artigo, vamos contar tudo que você precisa saber sobre o que é um servomotor e como ele funciona. Portanto, para saber mais, basta que você nos acompanhe nesta leitura. 

O que é um Servomotor

Como o próprio nome induz a pensar, a definição “servo” quer dizer que o mesmo não é livre e, portanto, obedece a algo.

Assim, diferentemente dos motores convencionais, o servomotor não possui rotação livre e de forma contínua. Isto é, ele gira de acordo com a quantidade desejada.

Além disso, o motor continua parado após atingir a quantidade de rotação especificada, sendo extremamente útil em modelos que necessitam de um acionamento e de posterior travamento na posição especificada.

Ainda não entendeu?

Resumidamente, o servomotor é um motor elétrico rotativo que possui um sensor agregado, o qual permite o controle preciso de sua posição angular e, através do feedback dessa posição, tem-se o controle da velocidade e da aceleração.

Essa combinação de fatores controlados fazem com que o servomotor esteja fortemente presente nas seguintes aplicações:

  • Automação industrial;
  • Sistemas de coordenadas;
  • Máquinas agrícolas;
  • Aeromodelos de aviões e helicópteros;
  • Drones;
  • Garras fixadoras, entre outros.

A seguir, vamos explicar como todas essas características funcionam, na prática.

Como funciona o Servomotor

Para compreender o funcionamento, é necessário, primeiramente, entender quais componentes estão inseridos no servomotor.

A parte interna é dividida em algumas partes, cada uma com uma diferente importância e todas elas serão mencionadas e explicadas logo abaixo.

Caixa de engrenagens

A caixa de engrenagens funciona como redutor, propiciando um ajuste considerável de torque em relação à posição que o potenciômetro está, fazendo com que o mesmo se estabilize nesta posição.

Simplificadamente, as engrenagens irão girar em uma diferente velocidade quando comparadas com o motor, produzindo um torque maior. 

Potenciômetro

É basicamente um resistor, o qual a resistência varia de acordo com quanto você gira o servomotor, responsável então por dar este feedback da posição para o circuito de controle para que o mesmo cheque se atingiu ou não a posição predeterminada.

Circuito de controle

Como mencionado acima, este componente fará a leitura do quanto o motor girou, através do giro do potenciômetro. Portanto, é responsável pela recepção do sinal do comando e ajustará a posição do servomotor.

Motor

O motor presente no servomotor pode ser tanto de corrente contínua (CC) quanto de corrente alternada (CA). 

Mas tendo dois diferentes tipos de motores de alimentação, quais seriam as diferenças entre o servomotor CA e servomotor CC?

Para responder a essa pergunta, preparamos, a seguir, uma apresentação simplificada sobre os principais tipos de servomotores.

Classificação dos servomotores

Para determinadas aplicações, é essencial conhecer as diferentes classes de servomotores, uma vez que tanto o peso quanto o tamanho desse equipamento importam para o projeto.

Desse modo, tem-se as seguintes classificações:

Standard

São servos mais comuns, além de serem grandes e robustos. Pesam, aproximadamente, 35 gramas;

Mini

Menores que o standard e seu peso pode varia de 20 gramas a 28 gramas;

Micro

Apesar de serem leves e pequenos, possuem um bom torque. Além disso, pesam entre 6 e 20 gramas.

Mesmo lendo todas essas informações, você ainda não consegue encontrar motivos para obter um servomotor de qualidade para a sua empresa?

Bom, talvez você ainda não queira obter um por não saber quais são as suas vantagens.

Fique tranquilo, trataremos de mostrá-las a você, abaixo.

Quais as vantagens de desvantagens de um Servomotor

Os servomotores são dispositivos muito populares e amplamente utilizados em aplicações que requerem controle preciso de posição, velocidade e torque. Eles têm várias vantagens e desvantagens, que vamos abordar logo a seguir:

Vantagens dos servomotores

Controle preciso: Os servomotores oferecem um controle extremamente preciso de posição, velocidade e torque. Eles podem girar para uma posição específica e manter essa posição com alta precisão.

Alta taxa de resposta: Os servomotores têm uma alta taxa de resposta, o que significa que eles podem iniciar, parar e mudar de direção rapidamente. Eles são capazes de fornecer torque instantaneamente quando necessário.

Torque elevado: Os servomotores são capazes de fornecer um torque elevado em relação ao seu tamanho e peso. Isso os torna adequados para aplicações que exigem alta potência em espaços limitados.

Amplamente ajustável: Os parâmetros dos servomotores, como velocidade, torque e posição, podem ser facilmente ajustados e reprogramados de acordo com as necessidades da aplicação.

Feedback de posição: Os servomotores geralmente possuem um dispositivo de feedback de posição, como um encoder, que fornece informações precisas sobre a posição atual do motor. Isso permite um controle de malha fechada e maior precisão.

Desvantagens dos servomotores

Custo: Os servomotores tendem a ser mais caros do que outros tipos de motores devido à sua precisão e recursos avançados. Isso pode ser uma desvantagem para aplicações com orçamento limitado.

Complexidade: Os servomotores são mais complexos em comparação com motores de corrente contínua convencionais. Eles geralmente requerem controladores ou drives dedicados para operar corretamente, o que pode adicionar complexidade ao sistema.

Requerem ajustes: Os servomotores exigem ajustes e configurações adequadas para operar corretamente. Isso pode exigir conhecimento técnico e tempo adicional durante a instalação e configuração inicial.

Consumo de energia: Os servomotores tendem a consumir mais energia em comparação com motores de corrente contínua convencionais. Isso pode ser uma preocupação em aplicações que buscam eficiência energética.

Risco de superaquecimento: Devido à alta potência que podem fornecer, os servomotores podem aquecer durante o uso prolongado e exigir sistemas de resfriamento adequados para evitar danos.

É importante considerar essas vantagens e desvantagens ao decidir se um servomotor é a escolha certa para uma aplicação específica. 

Dependendo dos requisitos e restrições do projeto, pode ser necessário avaliar cuidadosamente os prós e contras antes de selecionar um servomotor.

Tipos de Servomotores

Servomotor CC

Apesar de serem eficientes e possuírem um baixo custo, são utilizados apenas em projetos pequenos. 

A velocidade desse tipo de servomotor varia de acordo com base na tensão aplicada.

Pode-se, também, mencionar que os servomotores CC possuem as seguintes vantagens:

  • Pequena dimensão externa;
  • Alto torque;
  • Boa eficiência e controle;
  • Custo acessível.

Servomotor CA

São utilizados, geralmente, em ambientes industriais, visto que oferecem elevada potência, maior exatidão no seu controle e exige baixíssima manutenção.

Além disso, a velocidade é determinada de acordo com a frequência aplicada através de um variador de frequência.

Não podemos deixar de mencionar que o Servomotor CA possui dois tipos, sendo estes:

Brushless (Servomotor Síncrono)

Opera conforme uma velocidade constante e exata através do uso de um bobinado e de acordo com o campo magnético rotativo aplicado.

Servomotor por motor de indução

O campo magnético é variado através de correntes induzidas por bobinas, tendo o torque, como resultado.

Portanto, sua tensão é induzida de forma eletromagnética.

É importante salientar que ambos os motores CA, acima, compartilham das mesmas vantagens, as quais:

  • Alta velocidade;
  • Alto torque;
  • Boa eficiência operacional;
  • Baixa manutenção;

 

Destacando, apenas, que o servomotor CA por indução tem a característica de possuir uma grande durabilidade e altos picos de torque.

E aí? Anotou tudo direitinho ? 

Saber o que é, como funciona e quais são os tipos de servomotores disponíveis no mercado é fundamental para quem precisa contar com esse tipo de equipamento na sua empresa.

É bem verdade que ainda precisamos considerar o servomotor no que diz respeito a sua classificação e, também, falar sobre quais são as suas vantagens, se compararmos uns com os outros. 

Porém, esse é um assunto para um próximo artigo.

E se depois de tudo que dissemos por aqui, você ainda tem dúvidas sobre o que é um servomotor e como ele funciona, é só perguntar na caixinha de comentários que tem logo aqui abaixo.

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