Los variadores de frecuencia son dispositivos de lazo abierto, es decir, no contienen un encoder que les muestre la posición del eje y cierre el lazo de sistema. Esto implica que no hay ningún dispositivo o driver que controle la posición o la velocidad concreta a la que está girando el motor ya que si este encuentra una fuerza opuesta a su rotación puede reducir su velocidad sin que el variador de frecuencia lo detecte.

En cambio, los servomotores incluyen un encoder en la parte inferior del motor que está mandando constantemente una señal de la velocidad y posición exacta del motor al servo. Esto permite calcular a o aplicar la corrección necesaria para que el motor quede en la posición deseada y poder tener un control exacto evitando posibles variaciones.

Pero vamos por partes:

Cómo funciona un servomotor

Los servomotores son uno de los componentes más utilizados en robótica gracias a la gran capacidad que tiene de poder controlar su ubicación en cualquier posición dentro de un rango de operación. El propio Servo puede contra restar una fuerza externa o las diferencias de resistencia al movimiento que puede tener un eje, manteniendo la posición deseada. Su robustez, fiabilidad y precisión hacen que sea imprescindible instalar Servomotores cuando se utiliza un Control Numérico Computerizado (CNC).

Os dejamos un vídeo en el que está explicado a la perfección:

Ventajas de un servomotor

Máxima precisión.

Utilizar un enconder acoplado al motor hace que el Driver tenga pleno conocimiento de la posición del motor y por ello puede corregir un posible error de posicionamiento, cosa que un variador de frecuencia no puede realizar al no tener el “feed back” de la posición del motor.

Alto PAR de trabajo

Otra ventaja interesante de los servomotores es que ofrecen un par (fuerza de giro) de trabajo desde muy pocas revoluciones.  Esto es debido a que se usan motores con imanes permanente a diferencia de los motores de corriente alterna que necesitan un mínimo de rpm elevado o la velocidad básica de trabajo para conseguir el par máximo de trabajo.
Así pués obtendremos mejor precisión en los servomotores que en los motores de corriente alterna convencionales aunque estos usen un variador de frecuencia.

Sistema de comunicación CANopen

Los servomotores pueden comunicarse mediante protocolos de comunicación digital que no están influenciados por las perturbaciones que generan los grandes motores de gran potencia. Por ejemplo, el protocolo de comunicación CANopen, utilizado ampliamente en los coches comerciales, permite enviar información digital y precisa desde el control numérico al servo evitando posibles ruidos o perturbaciones en la línea.

Alta temperatura

El rango de temperatura de trabajo de los servomotores es mucho más alto llegando a resistir hasta 100 grados centígrados. Mientras que los motores de corriente alterna, al tener un ventilador en su posición trasera, solo se refrigeran cuando el motor gira y especialmente cuando gira a altas velocidades.

servomotor alterna

*Motor de corriente alterna con ventilador posterior.

Es por ello que cuando realizamos plegados o cortes a medidas pequeñas y el tope se mueve a poca velocidad y pocos milímetros muy seguidamente en muchas repeticiones, el motor puede calentarse y quedar fuera de línea. Esto resulta un problema ya que paraliza la producción. La mayoría de veces se soluciona con una refrigeración forzada y esto pasa sobre todo en máquinas que están en el en climas cálidos como por ejemplo, en el sur de España.

En cambio los servomotores no sufren tanto con la temperatura.

Inconvenientes de un servomotor

El inconveniente principal de los servomotores es su elevado coste pero las ventajas que ofrecen para la fabricación máquinas de calidad merecen la pena su instalación.