Comparativa Exhaustiva: Servomotores, Motores Paso a Paso y Máquinas Eléctricas

Servomotor vs. Motor Paso a Paso

• El motor paso a paso no mantiene el par a altas velocidades, debido a la frecuencia de conmutación, mientras que el servomotor alcanza velocidades más altas indistintamente si es de corriente continua o alterna.
• El servomotor posee una curva de par-velocidad constante, es decir, al aumentar la velocidad, el par se mantiene constante.
• Los servomotores poseen un rango de potencias más amplio que los motores paso a paso, ya que constructivamente estos últimos tienen limitaciones.
• El factor de potencia es menor en los motores paso a paso; por lo tanto, para la misma energía, ofrecen pares más pequeños respecto a los servomotores.
• El motor paso a paso produce un ruido acústico, mientras que el servomotor es muy silencioso.
• El servomotor puede entregar hasta un 300% de su par nominal en situaciones donde se necesite una gran aceleración o corrección inmediata debido a pérdida de posición, mientras que los motores paso a paso pierden la posición frente a las perturbaciones.
• Las etapas electrónicas son más sencillas en un motor paso a paso que en un servomotor.
• El motor paso a paso es más barato que el servomotor.
• El motor paso a paso es de lazo abierto; aunque posea encoders, no verifica si la posición deseada se ha alcanzado.
• Los servomotores poseen una mayor precisión que los motores paso a paso.

PMSM vs. Motor de Inducción (IM)

Ventajas de las Máquinas Eléctricas de Imanes Permanentes (PMSM)

• Casi no presentan pérdidas en el rotor.
• Alta eficiencia.
• Mejoran el factor de potencia, especialmente para un gran número de polos.

Desventajas de las Máquinas Eléctricas de Imanes Permanentes (PMSM)

• Precio de los materiales magnéticos (a excepción de la ferrita).
• Los imanes son sensibles a la temperatura.
• Magnetizar los imanes es difícil en la línea de producción.
• No funcionan bien con arrancadores electrónicos; necesitan un convertidor específico.

Para su control, es necesario un sensor de posición o un estimador del ángulo del rotor.

Servomotor vs. Variador de Frecuencia

• El servomotor siempre es un sistema de control en bucle cerrado, que permanentemente está midiendo la posición del eje.
• El servomotor puede mantener el par desde 0 rpm hasta la velocidad nominal, mientras que en los variadores de frecuencia, a bajas velocidades, el par máximo disminuye (en la actualidad incorporan función de aumento de par en el arranque).
• El par máximo en un sistema formado por un motor asíncrono y un variador de frecuencia no suele superar el 150%, mientras que en los servomotores puede llegar hasta un 300%. Por lo tanto, un servomotor puede acelerar más rápido que un variador de frecuencia.
• Los servomotores aseguran precisión y repetibilidad a alta velocidad, lo que para el variador es imposible. Esto capacita al servosistema para realizar posicionamientos muy precisos y de forma muy rápida.
• El variador de frecuencia no requiere una programación tan compleja como el servomotor. El variador se usa para velocidades variables (cintas transportadoras, ventiladores, ejes), mientras que el servosistema se utiliza para paros, arranques y posicionamientos (máquinas herramientas, dosificadores, brazos robots, arrastres).
• Si una aplicación puede ser realizada por un motor asíncrono con variador de frecuencia, también podrá serlo con un servomotor, aunque este último será más caro.