¿Qué es un servomotor industrial y para qué se utiliza?
Un servomotor es un motor eléctrico capaz de controlar con precisión el movimiento de su eje en velocidad, aceleración, par y posición. Su bajo momento de inercia y su elevada capacidad de sobrecarga le permiten ejecutar movimientos muy rápidos, con grandes aceleraciones y frenadas, de forma repetible ciclo a ciclo.
Los servomotores están presentes en sectores tan diversos como la automoción, el textil, la alimentación y bebidas, el envasado, la electrónica y la robótica. En cualquier línea de producción que exija velocidad, precisión y control dinámico del movimiento, el servomotor es la solución de accionamiento de referencia.
Imagen: Servomotor Delta ASDA Serie A2 con servodrive para control de movimiento de precisión en maquinaria industrial
Componentes de un sistema de servoaccionamiento
Un servosistema completo está formado por cuatro elementos que trabajan de forma integrada:
Servomotor. El componente que genera el movimiento. Convierte la energía eléctrica en movimiento rotativo (o lineal, en el caso de servomotores lineales) con control preciso de posición y velocidad.
Encoder. Sensor integrado en el servomotor que mide la posición angular del rotor en tiempo real y la comunica al servodrive para cerrar el lazo de control.
Servodrive (amplificador). El controlador electrónico que recibe la referencia de movimiento, compara la posición real medida por el encoder y genera la corriente necesaria para que el motor siga la trayectoria programada con la mayor precisión posible.
Reductor. Elemento de transmisión mecánica que adapta la velocidad de giro del servomotor a la velocidad requerida por la carga, multiplica el par disponible y reduce la relación de inercias vista desde el motor.
Tipos de servomotores
Los servomotores pueden clasificarse según su principio de funcionamiento:
Rotativos de corriente alterna (CA). El tipo más extendido en la industria. Ofrecen alta dinámica, elevada densidad de par y excelente comportamiento en ciclo continuo. Cuando se habla de «servomotor» sin especificación adicional, generalmente se hace referencia a este tipo.
Rotativos de corriente continua sin escobillas (BLDC). Tecnología de motor brushless que combina las ventajas del motor de CC (respuesta dinámica, control de par desde 0 rpm) con la eliminación del mantenimiento asociado a las escobillas. Muy utilizados en robótica y vehículos guiados autónomos (AGV).
Lineales. Generan movimiento lineal directo sin necesidad de mecanismos de conversión rotación-traslación. Ofrecen mayor precisión y menor masa en movimiento que los sistemas equivalentes con husillo o correa.
Paso a paso (stepper). Motores de control discreto por pasos, sin lazo de realimentación. Adecuados para aplicaciones de baja exigencia dinámica donde el coste es determinante.
Imagen: Conjunto servosistema Delta ASDA-B3 con servomotor ECM-B3M para control de movimiento de alta precisión en maquinaria industrial
Guía de selección: 8 pasos para elegir el servomotor adecuado
La selección correcta de un servomotor requiere seguir un proceso técnico estructurado. Saltarse pasos o basar la selección únicamente en la potencia nominal del motor son los errores más frecuentes en proyectos de automatización.
Paso 1 — Determinar el voltaje de alimentación disponible
Los servodrives se alimentan habitualmente a 230 V monofásico o 400 V trifásico. También existen versiones trifásicas a 3×230 V. El voltaje disponible en el cuadro eléctrico de la máquina determina el rango de servodrives seleccionables y debe ser el primer parámetro a confirmar antes de cualquier otro cálculo.
Paso 2 — Definir el perfil de movimiento
Es necesario conocer con precisión la velocidad máxima requerida, el tiempo disponible para alcanzarla (aceleración) y el tiempo de deceleración hasta parada o cambio de sentido. Este perfil, representado habitualmente como un trapecio velocidad-tiempo, es la base de todos los cálculos posteriores de par y potencia.
Paso 3 — Calcular el par necesario
El par que debe proporcionar el servomotor proviene de tres fuentes que deben calcularse por separado y sumarse:
- Par de aceleración: necesario para acelerar la inercia total del sistema (carga + transmisión + rotor del motor) hasta la velocidad máxima en el tiempo definido.
- Par de rozamiento: necesario para vencer las resistencias mecánicas del sistema en régimen estacionario (guías, rodamientos, sellos).
- Par de fuerzas externas: necesario para compensar cargas externas como la gravedad en ejes verticales o la presión contra un tope.
El par máximo requerido (durante la aceleración) y el par RMS (en ciclo continuo) son los dos valores que deben compararse con las curvas par-velocidad del servomotor seleccionado.
Paso 4 — Calcular la relación de inercias
La relación entre la inercia de la carga referida al eje del motor y la inercia del propio rotor es uno de los parámetros más críticos para garantizar un comportamiento dinámico correcto del servosistema.
Una relación de inercias elevada dificulta el control preciso del movimiento: la transmisión actúa como un muelle entre el motor y la carga, generando oscilaciones que el servodrive debe compensar reduciendo los bucles de control, lo que penaliza la velocidad de respuesta.
Como referencia general, los servodrives básicos trabajan correctamente con relaciones de inercia de hasta 3:1. Los servodrives de altas prestaciones, con autoajuste, supresión de vibraciones y filtros de resonancia, pueden gestionar relaciones de hasta 30:1. Una relación de 1:1 proporciona el mejor comportamiento dinámico posible, aunque habitualmente requiere un motor de mayor par y coste.
Paso 5 — Preselección del motor
Con los valores de par máximo, par RMS y relación de inercias calculados, es posible hacer una preselección de modelos de servomotor que cumplan los requisitos. En esta etapa se identifican los candidatos que igualan o superan los valores calculados en par nominal, par pico y velocidad nominal, con una inercia de rotor que satisfaga el requisito de relación de inercias para el servodrive seleccionado.
Paso 6 — Seleccionar el reductor
Muy pocas máquinas industriales pueden aprovechar directamente las velocidades nominales de un servomotor (habitualmente entre 2.000 y 6.000 rpm) sin necesidad de reducción. El reductor cumple tres funciones simultáneas en el servosistema:
- Reduce la velocidad de salida al valor requerido por la carga.
- Multiplica el par disponible en proporción a la relación de reducción.
- Reduce la inercia de la carga vista desde el motor con el cuadrado de la relación de reducción, lo que mejora significativamente la controlabilidad del sistema.
La elección del tipo de reductor (planetario, de corona, harmonic drive) depende de los requisitos de juego angular, rigidez torsional, eficiencia y compacidad de la aplicación.
Paso 7 — Selección definitiva del motor con reductor
Una vez definida la relación de reducción, es posible ajustar la selección del motor: la velocidad nominal del motor debe multiplicarse por la relación de reducción para obtener la velocidad de salida requerida. El par requerido en el motor se obtiene dividiendo el par de salida necesario por la relación de reducción y la eficiencia del reductor. Con estos valores definitivos se confirma o ajusta el modelo de servomotor seleccionado en el paso 5.
Paso 8 — Seleccionar el servodrive y componentes complementarios
Con el servomotor definido, el servodrive se selecciona en función del voltaje de entrada disponible y la corriente de salida necesaria para alimentar el motor en las condiciones de par máximo calculadas.
Los servodrives pueden recibir la referencia de movimiento mediante diferentes interfaces: señal de pulsos (paso/dirección), señal analógica (0-10 V o 4-20 mA) o bus de campo (EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP). La elección del tipo de interfaz depende del controlador de movimiento o PLC que gestione el sistema.
Finalmente, debe evaluarse si el servomotor requiere freno electromagnético para mantener inmóvil la carga cuando el servodrive no está activo, especialmente en ejes verticales o aplicaciones donde la posición debe mantenerse sin consumo de corriente.
Imagen: Servodrive Delta ASDA-A3 con interfaz de programación para configuración de parámetros de control de movimiento industrial
Servomotores y servodrives Delta en SIT Automation Ibérica
SIT Automation Ibérica distribuye en España y Portugal la gama de servomotores y servodrives de Delta Electronics, uno de los fabricantes de referencia mundial en soluciones de control de movimiento para maquinaria industrial.
La gama Delta disponible a través de SIT Automation incluye:
Servodrives ASDA-A2: Servodrive de altas prestaciones con control de posición, velocidad y par, autoajuste de ganancia, supresión de vibraciones y comunicación RS-485/Modbus. Referencia consolidada para aplicaciones de envasado, textil, electrónica y maquinaria de corte.
Servodrives ASDA-A3: La evolución del A2 con mayor ancho de banda de control, encoder de 23 bits de resolución, comunicación EtherCAT y funciones avanzadas de compensación de perturbaciones. Para aplicaciones de alta exigencia dinámica.
Servodrives ASDA-B3: Solución compacta y accesible para aplicaciones estándar de posicionamiento punto a punto y control de velocidad. Compatible con los motores ECM-B3M de la serie B3.
Servomotores ECM-B3M: Motores de la serie B3 diseñados para trabajar con los servodrives ASDA-B3, con excelente relación par/inercia y encoders incrementales de alta resolución. Aplicados en la demo de control de movimiento de SIT Automation presentada en Advanced Factories 2026.
¿Necesitas seleccionar el servomotor y servodrive Delta adecuados para tu máquina? El equipo técnico de SIT Automation Ibérica puede acompañarte en el proceso de selección, desde el cálculo de par e inercias hasta la puesta en marcha del sistema.
SIT Automation Iberica: +34 933 000 357 · info@sitautomation.es · sitautomation.es
