Entre los diferentes tipos de servomotores disponibles, el servomotor trifásico y el servomotor bifásico son los más utilizados. Aunque ambos tienen la misma función, su eficiencia, aplicaciones, rendimiento y diseño son diferentes. Compararemos los servomotores trifásicos y bifásicos en detalle, analizando sus diferencias, ventajas y desventajas.

Entendiendo los servomotores

Antes de profundizar en los detalles de los servomotores bifásicos y trifásicos, primero entendamos el concepto general de un servomotor. Un tipo de motor eléctrico diseñado para rotar o moverse con precisión a un punto preestablecido se llama servomotor. Está compuesto por un motor y un sensor que le da al controlador información sobre la ubicación y la velocidad del motor, que el controlador usa para modificar el comportamiento del motor. Los servomotores se pueden clasificar en dos categorías, en términos generales, según la cantidad de fases que utilizan: motores monofásicos y trifásicos.

1. Servomotor monofásico: estos motores funcionan con corriente alterna (CA) monofásica y se utilizan normalmente para aplicaciones de baja potencia.
2. Servomotor trifásico: estos motores funcionan con corriente alterna trifásica, lo que proporciona una mayor eficiencia y par, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta potencia y alta precisión.

En este artículo, nos centraremos en las variantes bifásicas y trifásicas de los servomotores de CA, que se utilizan habitualmente en los sistemas de automatización industrial y control de movimiento.

Servomotores trifásicos

Un servomotor trifásico está diseñado para funcionar con una fuente de alimentación de CA trifásica, que proporciona tres señales eléctricas distintas que están desfasadas 120 grados. Esta configuración ayuda a producir una rotación más suave y continua, lo que hace que los motores trifásicos sean ideales para aplicaciones de alto rendimiento que requieren un alto par y precisión.

Características principales de los servomotores trifásicos:

• Fuente de alimentación: el motor funciona con corriente alterna (CA) trifásica, con tres fases eléctricas distintas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta potencia.
• Par y eficiencia: el flujo continuo de energía a través de las tres fases da como resultado una entrega de par más suave, lo que reduce las vibraciones y mejora la eficiencia del motor.
• Rendimiento: un motor trifásico generalmente proporciona un par mayor, una mejor regulación de la velocidad y un funcionamiento más eficiente en comparación con un motor bifásico.

Ventajas de los servomotores trifásicos:

• Mayor eficiencia: debido a su suministro de energía constante, los motores trifásicos son más eficientes, utilizan menos energía y producen menos calor.
• Control mejorado de par y velocidad: con un flujo de energía constante, el servomotor trifásico puede mantener una mejor regulación de par y velocidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta precisión.
• Vibración reducida del motor: la transición suave entre fases ayuda a reducir las vibraciones, lo que genera un funcionamiento más silencioso y una vida útil más prolongada del motor.

Aplicaciones de los servomotores trifásicos:

• Robótica: para un control preciso del movimiento.
• Máquinas CNC: tanto en fresadoras como en tornos.
• Sistemas de transporte: para controlar la velocidad y el posicionamiento de la cinta.
• Ascensores y escaleras mecánicas: para una regulación precisa de la velocidad.
• Vehículos eléctricos: para un control eficiente del motor en sistemas de tracción.

Servomotores bifásicos

Por otro lado, un servomotor bifásico funciona con una fuente de alimentación de CA bifásica. Las dos fases están separadas 90 grados y el sistema de control del motor ajusta la corriente en estas fases para proporcionar el movimiento necesario.

Características clave de los servomotores bifásicos:

• Fuente de alimentación: los motores bifásicos utilizan una fuente de alimentación de CA bifásica, que es menos común que la fuente de alimentación trifásica estándar.
• Par y rendimiento: si bien el par entregado por un motor bifásico es generalmente menor que el de un motor trifásico, sigue siendo adecuado para aplicaciones que requieren precisión y control moderados.
• Rentabilidad: Debido a su diseño más simple, los motores bifásicos suelen ser más asequibles, lo que los hace atractivos para aplicaciones con presupuestos limitados.

Ventajas de los servomotores bifásicos:

• Rentables: Los motores bifásicos tienden a ser menos costosos que los motores trifásicos debido a su diseño eléctrico más simple y a la menor cantidad de componentes.
• Sistemas de control más simples: Los sistemas de control de motores para motores bifásicos son generalmente más simples y asequibles, lo que los convierte en una buena opción para aplicaciones básicas.
• Diseño compacto: Normalmente, los motores bifásicos son más compactos y livianos en comparación con los motores trifásicos, lo que puede hacerlos adecuados para aplicaciones con espacio limitado.

Aplicaciones de los servomotores bifásicos:

• Robótica a pequeña escala: Para movimientos simples y menos exigentes.
• Equipos médicos: En aplicaciones donde se necesita precisión, pero las demandas de energía son bajas.
• Sistemas de automatización pequeños: Como cintas transportadoras o control de posición para sistemas menos complejos.

Diferencias clave entre los servomotores trifásicos y bifásicos

Potencia y eficiencia:

• Servomotores trifásicos: son más eficaces para controlar el par y la velocidad porque utilizan energía trifásica, que proporciona un suministro de energía constante.
• Servomotores bifásicos: funcionan con solo dos fases, lo que limita su eficiencia en comparación con los motores trifásicos. Si bien siguen siendo eficientes para aplicaciones de energía baja a media, no pueden igualar la densidad de potencia y la suavidad de un sistema trifásico.

Suavidad y entrega de par:

• Servomotores trifásicos: estos motores entregan un par más suave porque la potencia se divide en tres fases, lo que proporciona una rotación constante sin caídas de potencia notables. El flujo de corriente continuo también produce menos vibración.
• Servomotores bifásicos: la entrega de par no es tan suave como la de los motores trifásicos. Dado que la potencia se divide en solo dos fases, el motor experimenta más fluctuaciones en el par, lo que puede provocar un aumento de la vibración y el ruido en el funcionamiento.

Costo y complejidad:

• Servomotores trifásicos: tienen un diseño más complejo y requieren una fuente de alimentación trifásica, lo que puede hacer que el sistema sea más costoso tanto en términos de inversión inicial como de costos operativos.
• Servomotores bifásicos: suelen ser más simples y económicos, tanto en términos de hardware como de sistemas de control. Sin embargo, pueden necesitar más mantenimiento y pueden no ser apropiados para actividades que requieran mucha potencia y precisión.

Tamaño y peso:

• Servomotores trifásicos: generalmente son más grandes y pesados ​​debido a los componentes adicionales necesarios para manejar tres fases de energía.
• Servomotores bifásicos: debido a que son más livianos y compactos, se pueden usar en situaciones donde el peso es una consideración importante o donde el espacio es limitado.

Aplicaciones:

• Servomotores trifásicos: son los más adecuados para aplicaciones que requieren alta precisión, potencia continua y alta eficiencia, como robótica, máquinas CNC y sistemas de automatización industrial de alta gama.
• Servomotores bifásicos: más adecuados para aplicaciones más simples y de bajo consumo en las que las limitaciones de presupuesto y tamaño son más importantes que la precisión o el par máximos.

Cuadro comparativo de eficiencia y rendimiento

A continuación, se incluye un cuadro comparativo en paralelo que destaca las diferencias de eficiencia y rendimiento entre los servomotores trifásicos y bifásicos.

Característica	Motor Servo de 3 Fases	Motor Servo de 2 Fases
Fuente de energía	Alimentación en corriente alterna trifásica	Alimentación en corriente alterna bifásica
Eficiencia	Alta eficiencia, entrega continua de par motor	Eficiencia moderada, operación menos suave
Entrega de par	Par motor suave y continuo	Fluctúa más, operación menos suave
Complejidad de control	Sistema de control más complejo	Sistema de control más sencillo
Costo	Más caro debido a mayor complejidad	Menor costo, rentable
Aplicaciones	Sistemas de alta precisión y alta potencia (CNC, robótica)	Aplicaciones de baja potencia y sensibles al costo
Tamaño y peso	Más grande y pesado	Compacto y liviano

¿Cómo elegir entre servomotores trifásicos y bifásicos?

La elección entre un servomotor trifásico y bifásico depende de diversos factores, incluidos los requisitos de la aplicación, las necesidades de rendimiento, las limitaciones de costo y las limitaciones de espacio. A continuación, se incluye una guía detallada para ayudarlo a tomar una decisión informada:

Evaluar los requisitos de potencia

• Servomotores trifásicos: las aplicaciones que requieren un par y una eficiencia constantes y elevados son las más adecuadas para ellos. Esto los hace perfectos para la automatización industrial, la robótica, las máquinas CNC y los vehículos eléctricos donde es necesario suministrar grandes cantidades de energía de manera uniforme y constante.
• Servomotores bifásicos: estos motores suelen manejar requisitos de potencia más bajos en comparación con sus contrapartes trifásicas. Si su sistema no requiere una gran cantidad de energía o una salida de alto par continuo, un servomotor bifásico puede ser una opción más económica. Es ideal para aplicaciones como robótica a pequeña escala, sistemas de automatización simples u otras aplicaciones con demandas de energía bajas a moderadas.

Consejo de decisión:

Si está trabajando con aplicaciones de alta potencia y alto par (como máquinas industriales, robots grandes o sistemas transportadores), un motor trifásico es la mejor opción. Para sistemas más pequeños y menos exigentes, un motor bifásico será suficiente.

Considere las necesidades de precisión y control

• Servomotores trifásicos: estos motores se destacan por la regulación precisa de la velocidad, la entrega suave del par y el control preciso de la posición debido a su suministro de energía continuo en tres fases. Un motor trifásico suele ser la opción ideal si su aplicación requiere un alto grado de precisión, como en máquinas CNC, brazos robóticos o equipos médicos.
• Servomotores bifásicos: si bien los motores bifásicos brindan un buen control para sistemas menos complejos, no ofrecen el mismo nivel de suavidad o precisión que los motores trifásicos. La entrega de par no es tan continua, lo que genera más fluctuaciones. Por lo tanto, los motores bifásicos son adecuados para aplicaciones en las que la alta precisión no es una prioridad, pero aún se requiere un control moderado.

Consejo de decisión:

Si su aplicación exige alta precisión y control suave, como líneas de montaje automatizadas o sistemas robóticos con movimientos intrincados, se recomienda un motor trifásico. Para aplicaciones más simples, como cintas transportadoras o sistemas de automatización básicos, un motor bifásico será adecuado.

Evalúe los costos y las limitaciones presupuestarias

• Servomotores trifásicos: estos motores son generalmente más caros debido a su complejidad, sistemas de control avanzados y capacidades de mayor potencia.
• Servomotores bifásicos: dado que tienen un diseño más simple y utilizan menos componentes, los motores bifásicos suelen ser más asequibles. Son una opción rentable para aplicaciones con necesidades de potencia bajas a medias y donde los requisitos de precisión y par del motor no son tan críticos.

Consejo de decisión:

Si la rentabilidad es una preocupación principal y su aplicación no requiere alta potencia o precisión, un motor bifásico es el camino a seguir. Sin embargo, si su proyecto requiere confiabilidad y eficiencia operativa a largo plazo, invertir en un motor trifásico dará sus frutos en el futuro.

Limitaciones de espacio y tamaño

• Los servomotores trifásicos suelen ser más pesados ​​y voluminosos que los motores bifásicos. Las piezas adicionales necesarias para gestionar tres fases de potencia son la causa de esto. Una opción eficaz para aplicaciones en las que el peso y el espacio no son cruciales es un motor trifásico.
• Servomotores bifásicos: los motores bifásicos suelen ser más compactos y ligeros, lo que los hace ideales para aplicaciones en las que el espacio es limitado o en las que el peso es una preocupación. Debido a su diseño simplificado, también son más sencillos de instalar y mantener.

Consejo de decisión:

Si su sistema tiene un espacio limitado o necesita mantener el peso al mínimo (como robots móviles o máquinas pequeñas), un motor bifásico es una mejor opción. Si el espacio y el peso no son un problema importante, aún se puede considerar un motor trifásico.

Evalúe la disponibilidad de la fuente de alimentación

• Servomotores trifásicos: estos motores requieren una fuente de alimentación trifásica. En situaciones industriales donde la electricidad trifásica está fácilmente disponible, esto no es un problema. Sin embargo, si su aplicación está en un lugar donde solo hay energía monofásica disponible, es posible que deba utilizar un convertidor u optar por un motor bifásico.
• Servomotores bifásicos: los motores bifásicos funcionan con una fuente de alimentación bifásica más simple, que es más común en aplicaciones más pequeñas o áreas con acceso limitado a la energía trifásica. Si está trabajando en entornos donde solo hay energía bifásica disponible, este motor puede ser una opción más conveniente.

Consejo de decisión:

Si su instalación ya tiene una fuente de alimentación trifásica, un motor trifásico es ideal. Sin embargo, si necesita utilizar una fuente de alimentación bifásica, un motor bifásico puede ser más adecuado, aunque puede que no ofrezca la misma eficiencia y rendimiento que un motor trifásico.

Mantenimiento y confiabilidad

• Servomotores trifásicos: estos motores suelen ser más duraderos y resistentes debido a su flujo de energía continuo y su funcionamiento más suave. Requieren un mantenimiento menos frecuente y suelen ofrecer una mayor fiabilidad en entornos exigentes. Sin embargo, su complejidad puede requerir más experiencia técnica para reparaciones y ajustes.
• Servomotores bifásicos: si bien tienen un diseño más simple, los motores bifásicos tienden a ser más propensos al desgaste debido a la entrega de par más variable. También pueden requerir un mantenimiento más frecuente si se utilizan en aplicaciones exigentes, pero suelen ser más fáciles de reparar debido a sus sistemas de control más simples.

Consejo de decisión:

Si su aplicación requiere una alta fiabilidad y un tiempo de inactividad mínimo, un motor trifásico es la mejor opción. Para aplicaciones menos exigentes donde el mantenimiento es más fácil de manejar, un motor bifásico puede ser suficiente.

Si necesita un motor fiable y duradero para tareas exigentes, un servomotor trifásico es probablemente su mejor opción. Un fabricante de servomotores de buena reputación puede proporcionar la experiencia y la calidad necesarias para aplicaciones de alto rendimiento. Sin embargo, para aplicaciones económicas y de menor potencia, un servomotor bifásico puede ofrecer ahorros significativos y, al mismo tiempo, proporcionar un rendimiento adecuado.