Qual é a diferença entre um servomotor e um motor de passo?

O servomotor trabalha em malha fechada: um encoder mede a posição do eixo e o drive corrige qualquer erro, mantendo o torque total em velocidade e sem perder posição sob carga. O motor de passo trabalha em malha aberta e simplesmente confia que cada passo ocorreu. Motores de passo são mais baratos e seguram firme parados; servos são mais rápidos, suaves e eficientes.

O que significa a resolução do encoder em um servomotor?

A resolução do encoder é quantas posições distintas ele informa por volta. Um encoder de 17 bits dá 2^17 = 131.072 contagens por volta, cerca de 0,003° por contagem. Uma resolução maior permite ao drive controlar posição e baixas velocidades com mais suavidade, embora a folga mecânica e a sintonia da malha ainda limitem a precisão real.

Para que serve o ganho da malha de posição em um drive servo?

O ganho da malha de posição, em 1/s, define com que intensidade o drive responde ao erro de posição. Em velocidade constante o erro de seguimento é aproximadamente a velocidade dividida pelo ganho, então um ganho maior deixa o eixo mais rígido e preciso. Ganho em excesso causa sobressinal e oscilações. No simulador, mude o ganho e a carga e veja o erro de seguimento.

Simulador de Servomotor

O que é um servomotor?

Princípio de funcionamento

Um servomotor não é tanto um tipo distinto de máquina, e sim um conjunto completo em malha fechada: um motor, um sensor de posição ou velocidade e um controlador que compara continuamente o valor comandado com o medido. O controlador entrega ao motor a corrente necessária para levar esse erro a zero. A maioria dos servos industriais modernos usa um motor síncrono de ímãs permanentes com encoder de alta resolução, enquanto servos de hobby usam um pequeno motor CC com escovas, caixa de redução e potenciômetro.

A malha de realimentação

A malha de realimentação é o que separa um servo de um motor comum. Posição, velocidade e corrente costumam ser reguladas em malhas aninhadas, sendo a de corrente a mais rápida e a de posição a mais lenta. Como o controlador enxerga a posição real do eixo, ele corrige automaticamente perturbações de carga, atrito e tolerâncias de fabricação. Um motor de passo simplesmente supõe que chegou; um servo sabe se chegou e continua empurrando até chegar.

Torque, velocidade e resposta dinâmica

Um servoacionamento consegue entregar por curtos instantes duas a três vezes o torque contínuo, o que viabiliza acelerações rápidas e tempos de acomodação curtos. O torque nominal está disponível continuamente de zero até a velocidade base; acima dela o acionamento entra em enfraquecimento de campo e troca torque por velocidade. O ajuste dos ganhos define o compromisso entre rapidez e estabilidade: ganho de menos e o eixo atrasa, ganho demais e ele sobressai ou oscila.

Onde é usado

Servomotores movem tudo que precisa ser preciso, repetível e rápido: robôs industriais, eixos de máquinas CNC, máquinas de inserção de componentes, linhas de embalagem e impressão e gimbais de câmera. Pequenos servos de hobby, comandados por largura de pulso PWM, movem superfícies de aeromodelos e juntas de robôs. Comparado a um motor de passo, o servo custa mais e exige sintonia, mas não perde passos, esquenta menos parado e mantém a precisão em alta velocidade.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre um servomotor e um motor de passo?: O servomotor trabalha em malha fechada: um encoder mede a posição do eixo e o drive corrige qualquer erro, mantendo o torque total em velocidade e sem perder posição sob carga. O motor de passo trabalha em malha aberta e simplesmente confia que cada passo ocorreu. Motores de passo são mais baratos e seguram firme parados; servos são mais rápidos, suaves e eficientes.
O que significa a resolução do encoder em um servomotor?: A resolução do encoder é quantas posições distintas ele informa por volta. Um encoder de 17 bits dá 2^17 = 131.072 contagens por volta, cerca de 0,003° por contagem. Uma resolução maior permite ao drive controlar posição e baixas velocidades com mais suavidade, embora a folga mecânica e a sintonia da malha ainda limitem a precisão real.
Para que serve o ganho da malha de posição em um drive servo?: O ganho da malha de posição, em 1/s, define com que intensidade o drive responde ao erro de posição. Em velocidade constante o erro de seguimento é aproximadamente a velocidade dividida pelo ganho, então um ganho maior deixa o eixo mais rígido e preciso. Ganho em excesso causa sobressinal e oscilações. No simulador, mude o ganho e a carga e veja o erro de seguimento.

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