Os servomotores DC alcançam uma regulação precisa do movimento mecânico por meio da tensão da armadura ou do controle do fluxo magnético. Sua estrutura básica é semelhante aos motores CC comuns, mas eles são estruturalmente otimizados para os requisitos do sistema de controle, como um projeto de armadura delgada para reduzir a inércia rotacional.
Esses motores são divididos em tipos com escovas e sem escovas: os motores com escovas oferecem vantagens como baixo custo e ampla faixa de velocidade, mas requerem manutenção das escovas; motores sem escova alcançam operação-livre de manutenção por meio de comutação eletrônica e são adequados para aplicações de alto-desempenho. Com sua alta velocidade de resposta, grande torque de partida e operação suave, eles são amplamente utilizados em controle de automação, robôs industriais, máquinas-ferramentas CNC e outros campos.
Os servomotores DC consistem nos seguintes componentes principais:
Estator (Sistema de Campo Magnético): Normalmente usa ímãs permanentes (como neodímio ferro boro) ou eletroímãs. Os estatores de ímã permanente não requerem excitação adicional, são pequenos em tamanho e altamente eficientes, com intensidades de campo magnético atingindo 0,5 ~ 1,2 Tesla (fonte de dados: Manual de Engenharia Elétrica).
Rotor (Armadura): Construído em chapas laminadas de aço silício com bobinas de enrolamento embutidas, acionadas por escovas que entram em contato com o comutador. O diâmetro do rotor normalmente varia de 20 a 100 mm, afetando diretamente a saída de torque.
Comutador e Escovas: O comutador é composto por placas de cobre e funciona com escovas para mudar o sentido da corrente. Servomotores de alto-desempenho usam escovas de metal-de grafite com vida útil superior a 5.000 horas (referência: documento técnico da ABB).
Sensores (codificador/resolvedor): incluem dispositivos de feedback de posição-integrados, como codificadores fotoelétricos com resolução de até 17 bits (131.072 pulsos/revolução), garantindo precisão de controle de-loop fechado.