Elegir el motor incorrecto en un sistema de control de movimiento puede provocar ineficacia, sobrecalentamiento y fallos en el equipo. Conocer los tipos de motor garantiza un rendimiento fiable y la máxima productividad.

En los sistemas de control de movimiento, los motores convierten la energía eléctrica en movimiento mecánico preciso. La selección del motor adecuado -servo, rotativo o no rotativo- depende de los requisitos de par, velocidad, precisión y carga.

Exploremos cómo los distintos tipos de motores alimentan los sistemas de control de movimiento y cómo elegir el mejor para su aplicación.

Servomotores

Servomotores son los actuadores más comunes y versátiles de la moderna control de movimiento sistemas. Ofrecen un control preciso de posición, velocidad y parpor lo que son ideales para la automatización, la robótica y la maquinaria CNC.

A servomotor consta de tres partes principales:

1. Motor - normalmente un motor de corriente continua o alterna sin escobillas que genera la rotación.

2. Dispositivo de retroalimentación - como un codificador o un resolver que proporciona datos de posición en tiempo real.

3. Servoaccionamiento (amplificador) - interpreta las señales de control, regula la corriente y la tensión y ajusta la potencia del motor en función de la realimentación.

Los servomotores funcionan en un sistema de bucle cerradolo que implica una supervisión y corrección constantes del movimiento. Esto permite una alta precisión, repetibilidad y respuesta dinámica.

Ventajas:

• Gran precisión y movimiento suave

• Excelente relación par-inercia

• Capaz de realizar operaciones de alta velocidad y frecuencia

• Adecuado para movimiento sincronizado multieje

Desventajas:

• Más caros que los motores paso a paso o de corriente continua

• Requiere un control y un ajuste complejos

• Sensible a factores ambientales como el calor y las vibraciones

Los servomotores se utilizan en brazos robóticos, líneas de envasado, equipos semiconductores, productos sanitariosy cualquier aplicación que requiera precisión y capacidad de respuesta.

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Otros motores rotativos

Los motores rotativos transforman la energía eléctrica en energía mecánica de rotación. En control de movimientoentre ellos motores paso a paso, motores de corriente continua y motores de inducción de corriente alternaCada uno de ellos ofrece unas prestaciones únicas.

Motores paso a paso

Motores paso a paso dividen una rotación completa en pasos iguales, lo que permite el control de posición en bucle abierto sin realimentación. Destacan en aplicaciones que requieren un par moderado y alta precisión a bajas velocidades, como Impresoras 3D, fresadoras CNC y máquinas textiles.

Ventajas:

• Control sencillo mediante señales de impulsos

• Excelente par a baja velocidad

• Rentable y fiable

Desventajas:

• Propenso a resonancias y vibraciones

• Par limitado a alta velocidad

• No hay retroalimentación: la pérdida de pasos puede causar errores de posicionamiento

Motores de CC

Motores de CC son uno de los tipos de motor más antiguos y fiables. Convierten la corriente continua en rotación mediante la interacción de campos magnéticos. La velocidad se controla fácilmente ajustando la tensión.

Ventajas:

• Sistema de control sencillo

• Alto par de arranque

• Compacto y asequible

Desventajas:

• Las escobillas y los colectores requieren mantenimiento

• Menor precisión sin retroalimentación

• Menos eficientes que los sistemas sin escobillas

Motores de CC suelen encontrarse en transportadores, ventiladores y equipos portátiles donde la sencillez y la rentabilidad pesan más que las necesidades de precisión.

Motores de inducción de CA

Motores de CA dominan los sistemas industriales a gran escala debido a su diseño robusto y eficiencia. Funcionan a una velocidad casi constante y son muy duraderas. Sin embargo, un control preciso de la velocidad o la posición requiere variadores de frecuencia (VFD) o servoadaptación.

Ventajas:

• Alta potencia de salida

• Fiable y de bajo mantenimiento

• Larga vida útil

Desventajas:

• Precisión de posicionamiento limitada

• Requiere un control complejo para la velocidad variable

• Más grandes y pesados que otros tipos

Estos motores rotativos constituyen la espina dorsal de la automatización industrial y ofrecen diferentes ventajas y desventajas entre velocidad, par, coste y precisión de control.

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Motores no rotativos

No todo el control del movimiento se basa en el movimiento giratorio. Motores lineales y actuadores piezoeléctricos producir movimiento lineal directoeliminando mecanismos mecánicos de conversión como tornillos o correas.

Motores lineales

A motor lineal es esencialmente un motor rotativo "desenrollado" en el que el estator y el rotor están dispuestos en plano. En lugar de girar, la fuerza se aplica a lo largo de una línea recta, proporcionando movimiento lineal directo.

Ventajas:

• Sin holgura ni fricción mecánica

• Gran aceleración y movimiento suave

• Excelente para aplicaciones de salas blancas y semiconductores

Desventajas:

• Mayor coste que los sistemas rotativos convencionales

• Requiere retroalimentación de posición avanzada y electrónica de control

• Sensible al polvo o a las interferencias magnéticas

Los motores lineales se utilizan habitualmente en máquinas pick-and-place, manipuladores de obleas y sistemas automatizados de inspeccióndonde desplazamiento suave y preciso es fundamental.

Actuadores piezoeléctricos

Actuadores piezoeléctricos utilizan la deformación de materiales piezoeléctricos bajo un campo eléctrico para generar movimientos ultraprecisos. Aunque el movimiento suele ser microscópico, los mecanismos de apilamiento pueden alcanzar distancias de desplazamiento mensurables.

Ventajas:

• Precisión nanométrica

• Respuesta instantánea y sin desgaste mecánico

• Ideal para instrumentos ópticos y biomédicos

Desventajas:

• Carrera y capacidad de carga limitadas

• Electrónica de control cara

• Características no lineales del movimiento

Estas soluciones de movimiento no rotatorio proporcionan control directo y preciso sin elementos mecánicos tradicionales, por lo que son ideales para industrias de alta tecnología como la aeroespacial, la óptica y la nanotecnología.

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Conclusión

Conocer los distintos tipos de motores de control de movimiento (servo, rotativos y no rotativos) permite a los ingenieros optimizar la velocidad, la precisión y la eficacia de cada aplicación.Para más información, póngase en contacto con [email protected]