Guía de selección de servomotores industriales: Cómo elegir el sistema de servomotores adecuado

Introducción

Los servomotores son la base del control de movimiento de precisión en la automatización industrial moderna. A diferencia de los motores de CA estándar o incluso de los motores de inducción controlados por variadores de frecuencia, los sistemas servo proporcionan un control preciso sobre la posición, la velocidad y el par mediante retroalimentación de bucle cerrado. Son esenciales para aplicaciones que requieren una alta respuesta dinámica, posicionamiento preciso y perfiles de movimiento complejos, desde robótica y máquinas CNC hasta líneas de embalaje y equipos de ensamblaje electrónico. .

Sin embargo, seleccionar el servomotor y el variador adecuados es más complejo que elegir un motor estándar. Los ingenieros deben considerar las características de par, la adaptación de inercia, los tipos de codificador, los protocolos de comunicación y la compatibilidad de marcas, todo ello equilibrando los requisitos de rendimiento con las limitaciones presupuestarias. .

Elegir un sistema de servomotor incorrecto puede resultar en :

• Precisión de posicionamiento deficiente o sobreimpulso

• Inestabilidad o vibración del sistema

• Par motor insuficiente para la aceleración/desaceleración.

• Gasto excesivo en características innecesarias

• Problemas de compatibilidad con los sistemas PLC y HMI existentes.

Esta guía completa le acompañará durante todo el proceso de selección de servomotores, desde la comprensión de los principios básicos hasta el cálculo de parámetros críticos y la comparación de las principales marcas. Tanto si está diseñando una nueva máquina de precisión como si está modernizando una existente, este artículo le ayudará a tomar una decisión informada.

Parte 1: Comprensión de los fundamentos de los servomotores

1.1 ¿Qué es un servomotor y cómo funciona?

Un sistema servo consta de tres componentes principales. :

1. Servomotor : El actuador que produce movimiento.

2. Servoaccionamiento (Amplificador) : El controlador que alimenta el motor e interpreta las órdenes.

3. Dispositivo de retroalimentación (codificador) : El sensor que informa la posición/velocidad real al variador.

A diferencia de los motores paso a paso, que suelen funcionar en lazo abierto, los servomotores utilizan un control de lazo cerrado . El controlador compara continuamente la posición/velocidad deseada con la retroalimentación real y ajusta la potencia de salida en consecuencia. Esto permite:

• Alta precisión : Los errores de posicionamiento se corrigen en tiempo real.

• Alto par motor a alta velocidad : Mantiene el par motor en un amplio rango de velocidades.

• Sin pasos perdidos : No puede perder la posición como los motores paso a paso bajo carga.

• Funcionamiento suave : Vibración mínima incluso a bajas velocidades.

1.2 Servomotor vs. Motor paso a paso vs. Variador de frecuencia: Comparación rápida

Fuente: Recopilado de múltiples fuentes de la industria.

Parte 2: Consideraciones clave para la selección de servomotores

2.1 Requisitos de par: el parámetro más crítico

El par motor es el factor principal que determina el tamaño del servomotor. Debe evaluar ambos :

Par continuo (par RMS) :

• El par medio requerido durante todo el ciclo de trabajo

• Debe ser inferior al par continuo nominal del motor.

• Determina el calentamiento del motor y el rendimiento térmico.

Par máximo (par máximo) :

• El par máximo necesario durante la aceleración, la desaceleración o las sobrecargas momentáneas.

• Los servomotores suelen poder suministrar entre el 200 y el 300 % del par nominal durante períodos cortos.

• Debe estar dentro de la capacidad de corriente máxima del variador.

Cómo calcular el par motor necesario :

El par total requerido en el eje del motor incluye :

T_total = T_aceleración + T_fricción + T_carga_externa

Dónde:

• T_aceleración = (J_carga + J_motor) × α (par para acelerar el sistema)

• T_fricción = par necesario para vencer la fricción en cojinetes, guías, etc.

• T_carga_externa = par motor debido a fuerzas externas (gravedad, fuerzas de corte, etc.)

Para los ejes verticales, incluya el par gravitatorio: T_gravedad = m × g × r 

2.2 Adaptación de la inercia: la clave del rendimiento dinámico

La igualación de inercia es quizás el concepto más incomprendido pero fundamental en la selección de servos. .

Inercia de carga (J_load) : La inercia total de todas las partes móviles reflejada en el eje del motor. Esto incluye:

• Masas lineales convertidas a inercia rotacional (J = m × (v/ω)²)

• Componentes rotativos (acoplamientos, engranajes, poleas)

• La carga en sí (pieza de trabajo, herramientas)

Inercia del motor (J_motor) : La inercia del rotor del servomotor (proporcionada en las hojas de datos).

Relación de inercia = J_carga / J_motor

Directrices generales  :

• Relación ideal : 1:1 a 3:1 (respuesta y estabilidad óptimas)

• Relación aceptable : Hasta 5:1 (puede requerir un ajuste preciso).

• Relación máxima : de 10:1 a 20:1 (rendimiento reducido, posible inestabilidad)

• Para aplicaciones de alta precisión : busque una relación de 3:1 o inferior.

Por qué es importante la igualación de inercia :

• Baja relación de inercia (carga << motor) → capacidad del motor desperdiciada, mayor costo

• Alta relación de inercia (carga >> motor) → respuesta lenta, sobreimpulso, vibración, ajuste difícil

• Una correcta combinación garantiza un equilibrio óptimo entre tiempo de respuesta y estabilidad.

Consejo : Si la inercia de carga es demasiado alta, considere agregar una caja reductora , que reduce la inercia reflejada al cuadrado de la relación de transmisión. .

2.3 Requisitos de velocidad

Determina la velocidad máxima requerida por tu aplicación. :

Velocidad requerida del motor = Velocidad de carga × Relación de transmisión mecánica

Consideraciones sobre la velocidad :

• Los servomotores suelen tener velocidades nominales de 2000, 3000 o 6000 rpm.

• Es posible que no se pueda operar de forma continua por encima de la velocidad nominal (rango de debilitamiento del campo).

• Las velocidades más altas requieren un par de aceleración mayor (T = J × α).

• Consideremos la curva velocidad-par: el par puede disminuir a velocidades muy altas.

Regla general : Seleccione un motor con una velocidad nominal entre un 20 % y un 30 % superior a la velocidad máxima requerida para tener un margen de seguridad.

2.4 Tipo y resolución del codificador

El codificador determina la precisión de posicionamiento y las capacidades del sistema. .

Tipos de codificador :

Resolución del codificador :

• Se mide en pulsos por revolución (PPR) o bits (por ejemplo, 17 bits = 131.072 cuentas/rev).

• Mayor resolución = mayor precisión en el posicionamiento.

• Resoluciones típicas: de 17 a 23 bits para servos modernos.

• Seleccione en función de la precisión de posicionamiento requerida: Resolución = 360° / (recuentos del codificador × reducción mecánica)

Ejemplo : Para una precisión de posicionamiento de ±0,01° en la carga con una caja de engranajes 10:1, se necesita una resolución del motor de al menos 360 / (0,01 × 10) = 3600 cuentas/rev → mínimo de 12 bits (4096 cuentas).

2.5 Tamaño y montaje del bastidor del motor

Los servomotores vienen en tamaños de bastidor estándar, generalmente basados ​​en las dimensiones de la brida. :

• Marcos pequeños : 40 mm, 60 mm (hasta 400 W)

• Marcos medianos : 80 mm, 100 mm (0,5 kW a 3 kW)

• Marcos grandes : 130 mm, 180 mm, 220 mm (de 3 kW a 15 kW o más)

Consideraciones crecientes  :

• Montaje con brida (el más común)

• Montaje con base (algunos modelos)

• Configuración del eje: eje redondo estándar, chavetero o eje hueco.

Opciones de eje  :

• Eje estándar : Eje liso para acoplamientos de tipo abrazadera.

• Eje con chaveta : Para aplicaciones de alto par con acoplamientos con chavetero.

• Con junta de estanqueidad : Para montaje vertical o entornos exigentes (evita la entrada de aceite).

2.6 Requisitos de frenado

Determine si su aplicación necesita un freno de retención. :

Cuándo especificar un freno :

• Ejes verticales : Para evitar que la carga se caiga cuando se apaga la alimentación.

• Ejes horizontales con alta fricción : Generalmente no son necesarios

• Aplicaciones que requieren par de retención durante la pérdida de energía : por ejemplo, brazos robóticos, pórticos.

Tipos de frenos :

• Freno de resorte, sin alimentación (estándar): El freno se activa cuando se interrumpe la alimentación.

• Freno de imán permanente : Menos común

Nota : Los frenos alargan el motor y aumentan el coste. Especificarlos solo si son realmente necesarios.

2.7 Fuente de alimentación y voltaje

Los sistemas de servocontrol están disponibles para diversas tensiones de alimentación. :

• CA 200–230 V : La más común para aplicaciones industriales de hasta ~5 kW.

• CA 380–480V : Para motores de mayor potencia (>5kW) o conexión directa a la red eléctrica de la planta.

• CC 24–48V : Para aplicaciones móviles (vehículos guiados automáticamente, equipos alimentados por batería)

Regla de selección : Elija un voltaje que coincida con la potencia disponible de su planta para evitar transformadores adicionales.

2.8 Protocolo de comunicación y compatibilidad de unidades

El servomotor debe comunicarse con su controlador de movimiento o PLC .

Protocolos de comunicación comunes :

• Pulso/Dirección : Sencillo, universal, pero con velocidad y funciones limitadas.

• Analógico (±10V) : Solo para control de velocidad/par

• EtherCAT : Alta velocidad, determinista, popular para sistemas multieje.

• Profinet : Común en la automatización europea (ecosistemas Siemens)

• EtherNet/IP : Común en la automatización norteamericana (ecosistemas Rockwell)

• CANopen : Popular en ciertos sectores (médico, equipos móviles).

• Modbus RTU/TCP : Sencillo, más lento, pero con amplio soporte.

• MECHATROLINK : Común en ciertas marcas asiáticas.

Comprobación de compatibilidad : Asegúrese de que el protocolo de comunicación de la unidad coincida con el de su controlador. Algunas unidades ofrecen varias opciones de protocolo mediante tarjetas intercambiables.

2.9 Condiciones ambientales

Considere el entorno operativo :

• Temperatura ambiente : Clasificación estándar 0–40 °C; reducir la potencia por encima de este valor.

• Clase de protección : IP20 (montaje en armario), IP54/IP65 (montaje directo en máquina), IP67 (lavado a presión)

• Entornos hostiles : Considere motores de acero inoxidable para la industria alimentaria/farmacéutica.

• Altitud : Reducir la potencia por encima de 1000 m.

• Refrigeración : Convección natural, aire forzado o refrigeración líquida para alta potencia.

Parte 3: Proceso de selección de servomotores paso a paso

Paso 1: Definir el perfil de movimiento y el ciclo de trabajo.

Documentar todos los requisitos de la moción :

Consejo práctico : Dibuje el perfil de velocidad (trapezoidal o en forma de S) mostrando el tiempo de aceleración, el tiempo de velocidad constante, el tiempo de desaceleración y el tiempo de reposo.

Paso 2: Calcular la inercia de la carga

Calcula la inercia total reflejada en el eje del motor. .

Para movimiento lineal (husillo de bolas, transmisión por correa):

 Carga_J = m × (P / 2π)²

Dónde:

• m = masa total en movimiento (kg)

• P = paso del tornillo (m/rev) o circunferencia de la polea (m/rev)

Para movimiento rotatorio (accionamiento directo, caja de engranajes):

 J_carga = J_externa × (1 / i)²

Dónde:

• J_external = inercia de los componentes rotatorios externos

• i = relación de reducción de engranajes (velocidad del motor / velocidad de la carga)

Para sistemas combinados : Sume todos los componentes de inercia.

Ejemplo  :
Una carga de 100 kg sobre un husillo de bolas con paso de 10 mm:
J_carga = 100 × (0,01 / 6,28)² = 100 × (0,00159)² = 100 × 0,00000253 = 0,000253 kg·m² = 2,53 × 10⁻⁴ kg·m²

Paso 3: Calcular el par motor necesario

Paso 3.1: Calcular el par de aceleración  :

 T_acc = (J_carga + J_motor) × (2π × N / 60) / t_acc

Dónde:

• N = velocidad del motor después de la aceleración (rpm)

• t_acc = tiempo de aceleración (segundos)

• J_motor = inercia estimada del motor (comience con una estimación, itere)

Paso 3.2: Calcular el par de fricción (T_f) :

• A partir de especificaciones mecánicas o estimación basada en la eficiencia

Paso 3.3: Calcular el par de carga externo (T_ext) :

• Para la vertical: T_gravedad = m × g × r / i

• Para corte/prensado: según los requisitos del proceso

Paso 3.4: Par máximo :

 T_pico = T_aceleración + T_f + T_extremo (durante la aceleración)

Paso 3.5: Par RMS (continuo)  :
Calcula el par motor durante cada segmento del ciclo (aceleración, velocidad constante, desaceleración, reposo) y luego:

 T_rms = √[(T₁²×t₁ + T₂²×t₂ + T₃²×t₃ + ...) / t_cycle]

Paso 4: Selección preliminar del motor

En función de los valores calculados, seleccione un motor que cumpla con los requisitos. :

1. Velocidad nominal ≥ velocidad máxima requerida

2. Par nominal ≥ T_rms (requisito de par continuo)

3. Capacidad de par máximo ≥ T_pico (normalmente entre el 200 % y el 300 % del valor nominal)

4. Inercia del motor tal que la relación de inercia (J_carga / J_motor) esté dentro de un rango aceptable (idealmente <5:1)

Iterar : Es posible que necesite probar varios tamaños de motor para encontrar la combinación óptima.

Paso 5: Verificar con el software del fabricante.

La mayoría de los principales fabricantes de servomotores ofrecen software de dimensionamiento gratuito. :

• Delta : VFDSoft o ASDA-Soft

• Siemens : Herramienta de selección SIZER o TIA

• Mitsubishi : Software de configuración o dimensionamiento MR

• Yaskawa : SigmaSelect

• Rockwell : Analizador de movimiento

Estas herramientas automatizan los cálculos y tienen en cuenta las limitaciones específicas de cada unidad de disco.

Paso 6: Seleccione la unidad y los accesorios.

Una vez seleccionado el motor, elija :

• Accionamiento : Debe coincidir con la potencia y el voltaje del motor; se recomienda la misma serie.

• Cables : Utilice los cables especificados por el fabricante para la alimentación del motor, el codificador y el freno.

• Resistencia regenerativa : Si hay desaceleraciones frecuentes o cargas verticales.

• Filtro de línea/filtro EMC : Para cumplimiento normativo y reducción de ruido.

• Resistencia de frenado externa : Si la resistencia interna es insuficiente

Paso 7: Comprobar la aptitud física y las conexiones.

Antes de finalizar :

• Verifique que las dimensiones de montaje del motor se ajusten al espacio disponible.

• Verifique los requisitos de la chaveta/ranura del eje.

• Confirme la ubicación de los conectores (dirección de salida del cable).

• Asegúrese de tener suficiente espacio libre para la refrigeración.

Parte 4: Comparación de las principales marcas de servomotores

4.1 Serie Delta ASD-A2/ASDA-B3

Modelos representativos : Serie ASDA-A2 (alto rendimiento), Serie ASDA-B3 (económica)

Fortalezas principales  :

• Excelente relación precio/rendimiento : Coste altamente competitivo, especialmente en Asia.

• Codificador de alta resolución : 20 bits (1.048.576 ppr) en A2, 24 bits en B3

• Ajuste sencillo : Sintonización automática y ajuste de un solo parámetro.

• Control de movimiento integrado : tabla de puntos, modo PR para aplicaciones sencillas sin controlador externo.

• Amplio rango : de 100 W a 7,5 kW

Opciones de comunicación :

• Pulso/dirección

• Modbus (estándar)

• CANopen (opcional)

• EtherCAT (ASDA-A2-E)

Aplicaciones típicas :

• Automatización general, máquinas de embalaje, sistemas de recogida y colocación, fresadoras CNC.

Consideraciones :

• El reconocimiento de marca es menor en algunos mercados occidentales.

• El software (ASDA-Soft) es funcional pero menos sofisticado que las marcas premium.

4.2 Serie Siemens Sinamics S210 / V90

Modelos representativos : Sinamics S210 (alto rendimiento), Sinamics V90 (básico)

Fortalezas principales  :

• Integración con TIA Portal : Ingeniería sin fisuras con PLC y HMI de Siemens

• Tecnología de un solo cable : el cable híbrido para alimentación y codificador reduce el cableado.

• Seguridad integrada : STO, SS1, SLS disponibles

• Profinet IRT : Comunicación determinista de alta velocidad

• Diseño robusto : calidad de ingeniería alemana

Opciones de comunicación :

• Profinet (S210)

• Pulso/dirección, Modbus, Profinet (V90)

Aplicaciones típicas :

• Máquinas herramienta de alta gama, líneas de embalaje, ensamblaje de componentes electrónicos

Consideraciones :

• Mayor costo

• Máximo rendimiento dentro del ecosistema de Siemens.

4.3 Serie Mitsubishi Electric MR-J5

Modelos representativos : Serie MR-J5 (última generación)

Fortalezas principales  :

• Alto rendimiento : respuesta de frecuencia de 3,5 kHz

• Autoajuste avanzado : control adaptativo en tiempo real

• Soporte para motores DD y motores lineales : Amplia gama de tipos de motores

• CC-Link IE TSN : Ethernet industrial de próxima generación

• Ahorro de energía : Opciones de convertidores regenerativos

Opciones de comunicación :

• CC-Link IE TSN, SSCNET III/H, EtherCAT, Profinet

Aplicaciones típicas :

• Ensamblaje de alta velocidad, robótica, máquinas herramienta

Consideraciones :

• CC-Link predomina en Asia, es menos común en otros lugares.

• Precios premium

4.4 Serie Yaskawa Sigma-7 / Sigma-7S

Modelos representativos : Serie Sigma-7

Fortalezas principales :

• Referente del sector : Ampliamente considerada una de las mejores marcas de servomotores a nivel mundial.

• Excelente supresión de vibraciones : algoritmos avanzados para maquinaria flexible.

• Sintonización rápida : respuesta de velocidad de 5 kHz

• Fiabilidad : Probada en aplicaciones exigentes en todo el mundo.

• Amplio rango : de 50 W a 55 kW

Opciones de comunicación :

• MECHATROLINK, EtherCAT, Profinet, EtherNet/IP, Modbus

Aplicaciones típicas :

• Robótica de alto rendimiento, máquinas CNC, equipos para semiconductores

Consideraciones :

• Costo de la prima

• Curva de aprendizaje del software

4.5 Serie Kinetix de Rockwell Automation

Modelos representativos : Kinetix 5100 (económico), Kinetix 5500/5700 (de alto rendimiento)

Fortalezas principales  :

• Arquitectura integrada : perfecta con los PLC Logix y Studio 5000.

• EtherNet/IP nativo : red única para control, seguridad y movimiento.

• Integración de seguridad : Seguridad CIP en la misma red.

• Mantenimiento predictivo : diagnóstico en tiempo real

Opciones de comunicación :

• EtherNet/IP (CIP Motion)

Aplicaciones típicas :

• Automoción, embalaje y manipulación de materiales en los mercados norteamericanos.

Consideraciones :

• Mayor costo

• Lo mejor dentro del ecosistema Rockwell.

4.6 Serie Omron 1S / G5

Modelos representativos : Serie 1S (con integración Sysmac)

Fortalezas principales  :

• Integración con Sysmac : Perfecta con los controladores NJ/NX.

• EtherCAT : Red de alta velocidad

• Ajuste avanzado : Configuración automática del filtro

• Tamaño compacto : diseño que ahorra espacio.

Opciones de comunicación :

• EtherCAT, pulso/dirección

Aplicaciones típicas :

• Embalaje, ensamblaje de componentes electrónicos, robótica

Consideraciones :

• Lo mejor dentro del ecosistema Omron

• La disponibilidad regional varía.

4.7 Otras marcas destacadas

• Panasonic MINAS A6 : Popular en Asia, buena relación precio/rendimiento

• Fuji Electric ALPHA7 : Fuerte presencia en ciertos mercados asiáticos.

• Beckhoff AM8000 : Integrado con TwinCAT, EtherCAT nativo.

• Kollmorgen AKD : Alto rendimiento, fuerte en los sectores médico y aeroespacial.

Parte 5: Escenarios de aplicación comunes y configuraciones recomendadas

Escenario A: Recogida y colocación simple (horizontal)

Requisitos : carga útil de 2 kg, desplazamiento de 300 mm en 0,8 s, precisión de ±0,1 mm, transmisión por correa.

Sistema recomendado :

• Serie Delta ASDA-B3 : codificador de 400 W y 20 bits

• Variador : Variador ASDA-B3 compatible con entrada de pulso/dirección.

• Por qué : Rentable, fácil de ajustar, precisión suficiente

Escenario B: Eje vertical (eje Z) con freno

Requisitos : carga vertical de 10 kg, recorrido de 200 mm, tiempo de movimiento de 0,5 s, debe mantener la posición cuando está apagado.

Sistema recomendado :

• Serie Delta ASDA-A2 : 750 W con freno

• Accionamiento : ASDA-A2 con control de posición

• Por qué : Freno incluido, codificador de alta resolución para un control suave a baja velocidad, buen par de retención.

Escenario C: Máquina de ensamblaje de alta velocidad

Requisitos : Múltiples ejes, tiempo de ciclo de 0,2 s, precisión de ±0,02 mm, movimiento coordinado.

Sistema recomendado :

• Yaskawa Sigma-7 o Siemens S210 : 400 W–1 kW

• Red : EtherCAT (para Yaskawa) o Profinet (para Siemens)

• Controlador : Controlador de movimiento compatible (PLC con control de movimiento)

• Por qué : Respuesta dinámica elevada, red determinista, ajuste avanzado.

Escenario D: Robot móvil (AGV) con tracción en las ruedas

Requisitos : Alimentación por batería (48 V CC), diseño compacto, accionamiento integrado.

Sistema recomendado :

• Serie Delta ECMA con ASDA-B3 : versión de 400 W y 48 V CC.

• O soluciones de servomotores integrados

• ¿Por qué ?: Compatible con voltaje CC, tamaño compacto, comunicación CANopen o Modbus.

Escenario E: Procesamiento de alimentos (entorno de lavado)

Requisitos : protección IP67, acero inoxidable, lavados frecuentes.

Sistema recomendado :

• Motores Siemens S210 con opción de acero inoxidable o motores Stober de acero inoxidable.

• Unidad : Unidad con clasificación IP65 montada de forma remota

• Cables : Aptos para uso alimentario, resistentes al lavado.

• Por qué : Resistencia a la corrosión, diseño higiénico

Parte 6: Lista de verificación para la selección y errores comunes

6.1 Lista de verificación para la selección de servos

• Perfil de movimiento definido (distancias, tiempos, velocidades)

• Masa de carga y fuerzas externas cuantificadas

• Inercia de carga calculada

• Se han determinado las velocidades requeridas.

• Par máximo calculado

• Par RMS calculado

• Relación de inercia evaluada (objetivo: <5:1)

• El tipo de codificador y la resolución se seleccionaron en función de las necesidades de precisión.

• Se ha determinado el requerimiento de frenado.

• Tensión de alimentación confirmada

• Protocolo de comunicación compatible con el controlador

• Condiciones ambientales consideradas (grado IP, temperatura)

• Dimensiones de montaje verificadas

• Cables y accesorios seleccionados

• Se tuvieron en cuenta las restricciones presupuestarias.

6.2 Errores comunes en la selección de servos

1. Ignorar la coincidencia de inercia : Seleccionar el motor basándose únicamente en el par motor conlleva una respuesta deficiente y dificultades de ajuste. .

2. Subestimación del par máximo : Utilizar únicamente el par RMS provoca que el motor se cale durante la aceleración. .

3. Olvidar el freno en los ejes verticales : Seleccionar un motor sin freno provoca un riesgo para la seguridad durante un corte de energía. .

4. Protocolo de comunicación incompatible : Adquirir un servomotor que no puede comunicarse con el PLC existente, lo que requiere convertidores costosos. .

5. Sobredimensionamiento del motor : Creer que cuanto más grande, mejor, conlleva mayores costes, mayor tamaño y, en realidad, peor rendimiento (alta relación de inercia). .

6. Ignorar la calidad del cable : El uso de cables genéricos provoca problemas de ruido y errores en el codificador. .

7. Descuido de los factores ambientales : Motor estándar IP20 en un entorno de lavado, lo que provoca fallos prematuros. .

8. Omisión de la verificación térmica : No se comprueba si el motor puede soportar un par RMS continuo sin sobrecalentarse.

Parte 7: Selección de servomotores y accesorios

7.1 Adaptación del accionamiento al motor

El servocontrolador debe estar correctamente adaptado al motor. :

• Misma serie : Utilice un variador de la misma familia que el motor (parámetros de ajuste optimizados).

• Corriente nominal : Corriente continua del variador ≥ corriente continua del motor

• Corriente máxima : Capacidad de corriente máxima del variador ≥ requerimiento de corriente máxima del motor

• Voltaje : Debe coincidir con la tensión nominal de entrada.

7.2 Selección de cables

Los cables a menudo se pasan por alto, pero son fundamentales para un funcionamiento fiable. :

Buenas prácticas : Utilice cables especificados por el fabricante o equivalentes aprobados para garantizar la integridad de la señal y el cumplimiento. .

7.3 Selección de resistencias regenerativas

Al desacelerar cargas de alta inercia o al bajar los ejes verticales, la energía se regenera y regresa al variador, aumentando la tensión del bus de CC. .

Cuando sea necesario :

• Ciclos de desaceleración frecuentes

• Cargas verticales (descenso)

• Sistemas de alta inercia

Dimensionamiento : Basado en la potencia regenerativa promedio y la energía máxima por ciclo.

7.4 Fuente de alimentación y filtros de línea

• Filtro EMC : Obligatorio para cumplir con la normativa CE; a menudo integrado o externo opcional.

• Reactor de línea/Bobina de choque : Para la mitigación de armónicos o fuentes de alimentación débiles.

• Transformador de aislamiento : Para adaptación de voltaje o aislamiento galvánico.

Conclusión y consejos prácticos

Seleccionar el servomotor adecuado es un proceso sistemático que requiere un análisis minucioso del sistema mecánico, los requisitos de movimiento y la arquitectura de control. Siguiendo los pasos descritos en esta guía —definir el perfil de movimiento, calcular la inercia de carga, determinar los requisitos de par, igualar la inercia, seleccionar el codificador y las opciones de comunicación apropiadas— podrá evitar errores costosos y lograr un rendimiento óptimo.

Conclusiones clave :

1. Comience con la mecánica : comprenda su carga, transmisión y perfil de movimiento.

2. Calcula, no adivines : utiliza fórmulas o software de dimensionamiento para obtener cifras precisas.

3. Consideremos el sistema completo : el motor, el accionamiento, los cables y los accesorios deben funcionar en conjunto.

4. Adaptar la inercia, no solo el par motor : a menudo, el factor decisivo para el rendimiento dinámico.

5. Verifique con los fabricantes : utilice sus herramientas de dimensionamiento y su soporte técnico.

Recomendaciones finales  :

• Para aplicaciones sensibles al costo con buen rendimiento: considere Delta o Panasonic.

• Para un rendimiento de alta gama e integración en el ecosistema: Siemens , Yaskawa o Rockwell.

• Para dispositivos móviles/alimentados por batería: busque opciones de voltaje CC.

• Para entornos hostiles: especifique el grado de protección IP y los materiales adecuados.

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Apéndice: Recursos oficiales de las principales marcas de servomotores

• Sistemas de servomotores Delta: https://www.deltaww.com/en-US/products/Servo-Systems/0204

• Servomotores Siemens: https://new.siemens.com/global/en/products/drives/servo-drives.html

• Servomotor Mitsubishi Electric: https://www.mitsubishielectric.com/fa/products/drv/servo/index.html

• Yaskawa Sigma-7: https://www.yaskawa.com/products/motion/sigma-7-series

• Rockwell Kinetix: https://www.rockwellautomation.com/en-us/products/hardware/allen-bradley/motion-control/servo-drives.html

• Servomotor Omron: https://industrial.omron.com/en/products/servo-motors

• Kollmorgen: https://www.kollmorgen.com/en-us/products/drives-controllers/akd-drive/

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