SERVO MOTORES

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O servo motor é muito utilizado em controle de precisão em projetos de automação 
industrial. No passado, quem ouvia falar em servo motor imaginava sua aplicação somente 
em projetos especiais com necessidade de controle preciso de torque, velocidade e posição. 
No entanto, atualmente observa-se que cada vez mais seu custo vem se reduzindo fazendo 
com que ele seja uma excelente alternativa em substituição a acionamentos com motores 
de indução, atuadores hidráulicos e pneumáticos. 
Embora os servo motores não sejam uma classe específica de motor (podem ser CC ou CA, 
síncrono ou de indução), eles são destinados e projetados para uso em aplicações de 
controle de MOVimento que exigem posicionamento de alta precisão, reversão ráPIDa e 
desempenho excepcional. Sendo assim, eles são amplamente utilizados em robótica, 
sistemas de radar, sistemas de fabricação automatizados, máquinas-ferramentas, 
computadores, máquinas CNC, sistemas de rastreamento, etc. 
 
 
1 . O que é um Servo Motor? 
A principal diferença entre um servo motor e os outros motores (tanto de corrente 
alternada quanto contínua) é que os servos possuem incorporado neles um encoder e um 
controlador. Ou seja, os servos nada mais são do que motores comuns com controladores 
e encoder acoplados. 
Avançando um pouco mais na definição, um servo motor é um atuador rotativo ou linear 
que garante o controle, velocidade e precisão em aplicações de controle de posição em 
malha fechada. Outra característica que podemos citar é que o servo motor é projetado 
com pequeno diâmetro e longo comprimento do rotor se diferenciando dos motores 
convencionais. Vamos ver a seguir como ele funciona: 
 
 
https://www.citisystems.com.br/servo-motor/
https://www.citisystems.com.br/o-que-e-automacao-industrial/
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https://www.citisystems.com.br/mov-ladder-clp/
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Figura 1 – Servo motor industrial 
 
O servo motor trabalha com servo-mecanismo que usa o feedback de posição para 
controlar a velocidade e a posição final do motor. Internamente, um servo motor combina 
um motor com um circuito de realimentação, um controlador e outros circuitos 
complementares. Ele usa um codificador ou sensor de velocidade (encoder) que tem a 
função de fornecer o feedback de velocidade e posição. 
O sinal de realimentação por sua vez é comparado com a posição de comando de entrada 
(posição desejada do motor correspondente a uma carga) e produz o sinal de erro (caso 
houver uma diferença entre eles). O sinal de erro disponível na saída do detector de erro 
não é suficiente para accionar o motor. Assim, o detector de erro alimenta um servo 
amplificador que eleva a tensão e o nível de potência do sinal de erro e então gira o eixo 
do motor para a posição desejada. 
2 – Tipos de Servo Motores 
Basicamente, os servo motores são classificados em CA (corrente alternada) e CC (corrente 
contínua), dependendo da natureza da alimentação de energia necessária para sua 
operação. Os servo motores CC são de imã permanente com escova e é empregado em 
projetos menores devido ao seu custo, eficiência e simplicidade. Já os servos CA são mais 
frequentemente utilizados na indústria por suportar aplicações que demandam maior 
potência e fornecer exatidão elevada no seu controle e baixíssima manutenção. 
Os servos CA podem ser divididos em 2 categorias: Os síncronos e os de indução. Temos 
ainda um terceiro tipo que por sua vez é mais empregado em aplicações menores (o motor 
de passo). Veja na Figura abaixo os tipos de servoacionamento que podem ser encontrados 
atualmente no mercado: 
 
Abaixo, temos uma tabela onde é possível visualizar as potência suportadas por cada 
tipo, bem como vantagens de desvantagens de cada tipo de servoacionamento: 
 
 
 
https://www.citisystems.com.br/sensor-voce-sabe-que-quais-tipos/
https://www.citisystems.com.br/manutencao-industrial-como-funciona/
 
 
Servo Motor de Corrente Contínua CC 
Um servo motor cc consiste em um conjunto de um pequeno motor de corrente contínua, 
um potenciômetro de realimentação, uma caixa de engrenagem e pelo circuito eletrônico 
do acionamento e loop de controle. Um servo motor cc é semelhante a um motor de 
corrente contínua normal sendo que o estator dele é constituído por uma estrutura 
cilíndrica e o ímã é acoplado ao interior de sua armação. Veja Figura abaixo: 
 
https://www.citisystems.com.br/motor-cc/
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Na Figura 2 podemos visualizar o rotor do servo motor cc que consiste de escova e eixo. 
Um comutador e uma estrutura de suporte de metal que se encaixam no rotor, estão 
ligados à carcaça externa e o enrolamento de armadura é enrolado na estrutura do suporte 
de metal do rotor. Uma escova é construída com uma bobina do induzido que fornece a 
corrente ao comutador. Na parte de trás do eixo, um encoder é incorporado no rotor, a fim 
de detectar a velocidade de rotação. 
Com esta construção de motor, fica mais simples projetar um controlador usando circuitos 
simples porque o torque é proporcional à quantidade de fluxo de corrente através da 
armadura. 
Outra característica deste servo motor é que a polaridade instantânea da tensão de 
controle decide a direção do torque desenvolvido pelo motor. Tipos de servo motores CC 
incluem: motores de série, motor de derivação de controle, motor de derivação em série e 
motor de derivação de ímã permanente. Veja abaixo um vídeo da construção de um servo 
CC tipo RC para pequenas aplicações. 
Princípio de Funcionamento do Servo Motor CC 
Como vimos, um servo CC é um conjunto de quatro componentes principais: motor de 
corrente contínua, um dispositivo de detecção de posição, um conjunto de engrenagens e 
um circuito de controle. A figura abaixo mostra as peças que compõem servomotores RC 
(o mesmo do vídeo acima) onde um motor cc pequeno é empregado para acionar a 
pequenas cargas com velocidade e posição precisas. 
 
No tipo de servomotor RC, uma tensão de referência CC é ajustada para o valor 
correspondente à saída desejada. Esta tensão pode ser aplicada utilizando um 
potenciômetro, um gerador de largura de pulso de controle (PWM) para o conversor de 
tensão, ou através de temporizadores dependendo do circuito de controle. A regulagem do 
https://www.citisystems.com.br/motor-cc/
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https://www.citisystems.com.br/pwm/
https://www.citisystems.com.br/temporizadores-logica-ladder/
potenciômetro produz uma tensão correspondente que é então aplicada na entrada do 
amplificador de erro. 
Em alguns circuitos, é utilizado um impulso de controle para produzir uma tensão de 
referência CC correspondente à posição ou velocidade desejada do motor que é aplicada a 
um conversor de largura de pulso (PWM). Neste conversor, o capacitor começa a carregar 
a uma taxa constante quando o pulso é alto. Então a carga no capacitor alimenta o 
amplificador buffer quando o pulso está baixo e esta carga é ainda aplicada ao amplificador 
de erro. Dessa forma, o comprimento do pulso soluciona a tensão aplicada no amplificador 
de erro como uma tensão desejada para produzir a velocidade ou posição desejada. 
No controle digital, microprocessador ou microcontrolador são utilizados para gerar os 
pulsos de PWM para produzir sinais de controle mais precisos. Veja abaixo um diagrama 
mostrando como é feito o controle: 
 
 
 
O sinal de realimentação correspondente à posição atual da carga é obtido utilizando 
um sensor de posição. Este sensor é normalmente um potenciômetro que produz a tensão 
correspondente ao ângulo absoluto do eixo do motor através do mecanismo de 
engrenagem. Então o valor de tensão de realimentação é aplicado na entrada do 
amplificador de erro (comparador). 
O amplificador de erro é um amplificador de realimentação negativa e tem a função dereduzir a diferença entre suas entradas. Ele compara a tensão relacionada à posição atual 
do motor (obtida pelo potenciômetro) com a tensão desejada relacionada à posição 
desejada do motor (obtida pela largura de pulso ao conversor de tensão), e produz o erro 
em forma de tensão positiva ou negativa. 
Esta tensão de erro é aplicada à armadura do motor. Se o erro for maior, mais saída é 
aplicada à armadura do motor. Enquanto o erro existir, o amplificador amplifica a tensão 
de erro e, consequentemente, a energia da armadura. O motor gira até que o erro se torne 
zero. Se por outro lado o erro for negativo, a tensão da armadura inverte e, neste caso, a 
armadura gira na direção oposta. 
4 – Servo Motor de Corrente Alternada CA 
Com vimos, existem dois tipos distintos de servo motor ca: síncrono e de indução: 
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O motor de indução (gaiola de esquilo) possui o seu motor construído de alças de fio 
encurtadas em uma armadura giratória. A tensão é “induzida” no rotor através de indução 
eletromagnética. A principal diferença do servo motor de indução com um motor de 
indução comum é que o rotor da gaiola do servo é construído com barras condutoras mais 
finas, de modo que a resistência do servo motor seja menor do que a de um motor de 
indução comum. Eles são robustos, versáteis e podem fornecer potência considerável, 
sendo mais encontrados em aplicações maiores pois não possuem bom rendimento a 
baixas potências. 
O servo motor ca síncrono é o mais encontrado na indústria e é composto de estator e 
rotor. Seu estator consiste em uma estrutura cilíndrica e núcleo, sendo que a bobina de 
indução é enrolada em volta do núcleo do estator e a extremidade da bobina é ligada a um 
fio condutor através do qual é fornecida corrente ao motor. O rotor é constituído por um 
ímã permanente e assim o servo motor não depende do tipo de indução de corrente 
alternada no rotor. O servo motor ca também pode ser chamado de brushless (sem 
escova) por causa de suas características estruturais. 
Abaixo, podemos ver uma figura de um servo motor síncrono e suas características: 
 
 Princípio de Funcionamento do Servo Motor CA 
Um diagrama esquemático do sistema de servo motor de indução bifásico CA é mostrado 
na figura abaixo abaixo: 
https://www.citisystems.com.br/motor-eletrico/
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Neste nosso exemplo, para representar a posição desejada de referência, utilizamos um 
gerador síncrono em que ao girarmos o seu eixo, setamos a posição de referência. Funciona 
da seguinte forma: a entrada de referência que desejamos é dada por um ângulo teta do 
eixo do rotor de um gerador síncrono. O rotor do gerador síncrono por sua vez 
é alimentado com tensão e frequências fixas. Os três terminais do estator do gerador 
síncrono são então ligados aos terminais do transformador do circuito de controle. Assim, 
a posição angular do rotor (posicão desejada) do gerador síncrono é transmitida para o 
circuito de controle. 
Inicialmente, existe uma diferença entre a posição do eixo do gerador e a posição do eixo 
do transformador de controle, que nomeamos de erro. Este erro é refletido em tensão 
através do transformador de controle e por sua vez é amplificado antes de ir para o controle 
de fase do servo motor. 
Com a tensão de controle, o rotor do servomotor gira na direção necessária para que o 
erro torne-se zero. Este é o princípio básico de como é assegurada a posição do eixo de 
servomotores CA. 
Na prática, a maioria dos servo drives modernos possuem CLPs e microprocessadores 
embutidos que geram frequência e tensão variável a fim de MOVimetnar o motor. Para este 
controle são utilizadas as técnicas PWM e controle PID. O diagrama de blocos do sistema 
de servo motor CA utilizando controladores lógicos programáveis, controladores de posição 
e servo controladores é apresentado a seguir 
https://www.citisystems.com.br/tudo-sobre-clp/
https://www.citisystems.com.br/mov-ladder-clp/
https://www.citisystems.com.br/pwm/
https://www.citisystems.com.br/controle-pid/