SERVO MOTORES
Os servomotores foram desenvolvidos para que se possa obter precisão, onde estes podem ter sua velocidade ou posição do eixo controladas, empregando uma tecnologia com ímãs permanentes, além da possibilidade de obter-se um preciso controle de torque.
Em função dos avanços na área de eletrônica de potência, como o IGBT, e o aperfeiçoamento das técnicas de controle em conjunto com o baixo custo dos microcontroladores, os dispositivos de acionamento de máquinas elétricas tem aplicações cada vez mais precisas e eficientes.
Os servo motores atuais são motores de corrente alternada trifásica sem escovas a ímãs permanentes (Nd-Fe-B), projetados para atender elevadas cargas dinâmicas e necessidades de máquinas diversas, onde se tem a necessidade de controle de posição principalmente.
Suas características permitem uma rotação suave e uniforme em todas as velocidades, baixo nível de ruído e vibração, ampla faixa de rotação com torque constante, baixa manutenção elevada capacidade de sobrecarga, baixa inércia e resposta dinâmica rápida. Outra vantagem é o pequeno consumo de corrente que faz com que começamos a olhar para ele como substituto dos tradicionais motores tipo gaiola de esquilo.
Integrando o conjunto do servo motor temos os resolvers que são transformadores de alta freqüência (5 a 10 kHz), onde o primário está situado no rotor, existindo dois secundários em quadratura no estator. As amplitudes e fases das tensões induzidas nos secundários são em função da posição do rotor do eixo. Um circuito amplificador processa essas tensões induzidas fornecendo uma tensão proporcional à posição. O resolver é um sensor de posição, usado nos servo motores para fornecer sinais para o controle da velocidade e posição angular do rotor do servo motor de maneira muito similar ao encoder mas como se pode perceber isto acontece por um meio fisico totalmente diferente (Ver ENCODER).
Para start e controle do servo motor utiliza-se um dispositivo conhecido como servo conversor de freqüência ou servo drive. Este, permite o controle de velocidade, torque e posição do servo motor. Através do servo drive é possivel acessar diversos parâmetros, que devem ser ajustados conforme a aplicação, como por exemplo a parametrização das entradas, saídas, códigos de erro e status e comunicação de rede FieldBus quando disponivel.
A maioria dos fabricantes de servo motores recomenda a técnica conhecida como “Auto-Tuning”, ativada via parâmetro do servo drive, permitindo o ajuste automático dos reguladores e parâmetros de controle a partir da identificação (também automática) dos parâmetros do motor e da carga acoplada ao eixo do servo motor. O ajuste manual também é possivel, contudo, exige certo conhecimento por parte do Técnico.
Existe um grupo de servo motores de ímãs permanentes com distribuição trapezoidal do fluxo de entreferro. São chamados na literatura como máquinas de corrente contínua sem escovas (brushless DC machines), porém são menos precisos que os servo motores que possuem uma distribuição espacial senoidal do fluxo de entreferro. É interessante ressaltar que a curva B x H de um ímã depende da temperatura, podendo até ocorrerem perdas de magnetismo remanente a partir de uma determinada temperatura, conhecida como temperatura de Curie. Para os servo motores, a temperatura absoluta de 150 °C pode ser tomada como um valor máximo que não deve ser ultrapassado por medida de segurança.
Adcionais como redutor planetário ou freio geralmente estão presentes no kit do servo motor. É importante lembrar que o servo motor trata-se de um conjunto de equipamentos interligados e estes custumam a ter seus próprios desgastes. Assim sendo um servo motor com a mesma especificação de carga não necessáriamente pode substituir outro de mesma força mesmo sendo de modelo de motor e encoder iguais. O mesmo deve ser observado para redutores planetários acoplados ao eixo do motor.
Rodrigo Menger Hoffmann
Técnico em Eletrotécnica
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