Como Dimensionar Servo Motor AC: Torque, Potência e Inércia Passo a Passo

A diferença entre um servo motor bem dimensionado e um mal dimensionado não aparece no primeiro dia de operação — aparece quando a máquina está em produção contínua, sob carga variável, às 22h de uma sexta-feira. Fazer o dimensionamento correto desde o projeto evita esse cenário.

Neste guia você aprende o processo completo: torque de carga, potência, razão de inércia e como escolher o kit motor+driver certo para a sua aplicação.

Por que dimensionar servo motor é diferente de dimensionar motor de passo

O motor de passo é dimensionado principalmente pelo torque estático — quanto força o motor precisa entregar para mover a carga. No servo motor AC, três variáveis precisam ser verificadas:

Torque de pico O torque máximo instantâneo que o motor entrega durante a aceleração — geralmente 2–3× o torque nominal

Torque contínuo (RMS) O torque médio ao longo do ciclo de trabalho — determina o aquecimento real do motor

Razão de inércia J_carga ÷ J_motor — determina a capacidade de aceleração e a estabilidade do controle

Passo 1: calcular o torque de carga

O torque de carga depende do mecanismo de transmissão. Para cada tipo:

Fuso de esfera

T_carga = (F_axial × p) ÷ (2π × η)

F_axial = força axial total: peso × g × sin(ângulo) + atrito + força de corte (N) p = passo do fuso (m) — ex: 10mm = 0,01m η = eficiência do fuso de esfera (0,85–0,95)

Correia e polia

T_carga = F × r_polia

F = força linear na correia (N) = força de carga + pré-tensão r_polia = raio da polia motora (m)

Torque de aceleração

No servo motor, o torque de aceleração é somado ao torque de carga durante a rampa:

T_acel = (J_total × Δω) ÷ Δt

J_total = inércia do motor + inércia da carga refletida (kg·m²) Δω = variação de velocidade angular (rad/s) Δt = tempo de aceleração (s)

Torque de pico total: T_pico = T_carga + T_aceleração. Este valor deve ser menor que o torque de pico do motor (tipicamente 3× o torque nominal nos servos Rtelligent RSHA).

Passo 2: calcular o torque RMS (contínuo)

O torque RMS é o que realmente aquece o motor. Em um ciclo de movimento típico (acelera → velocidade constante → desacelera → parado), cada fase contribui:

T_rms = √[(T₁²×t₁ + T₂²×t₂ + T₃²×t₃ + T₄²×t₄) ÷ t_total]

T₁, t₁ = torque e tempo na fase de aceleração T₂, t₂ = torque e tempo na fase de velocidade constante T₃, t₃ = torque e tempo na fase de desaceleração T₄, t₄ = torque e tempo parado (geralmente zero) O T_rms deve ser menor que o torque nominal contínuo do motor

Passo 3: verificar a razão de inércia

A razão de inércia (J_carga ÷ J_motor) é o parâmetro que mais engenheiros ignoram — e que mais causa problemas depois:

Razão J_carga/J_motor	Comportamento	Recomendação
< 3×	Excelente — controle muito estável	Ideal para aceleração rápida e alta precisão
3× – 10×	Bom — ajuste de ganho necessário	Aceitável para a maioria das aplicações
10× – 30×	Marginal — pode instabilizar	Usar redutor para reduzir inércia refletida
> 30×	Problemático — oscilação e perda de controle	Redesenhar a transmissão ou aumentar o motor

Como reduzir a razão de inércia: um redutor de relação N:1 reduz a inércia refletida pela carga por N². Um redutor 3:1 divide a inércia da carga por 9 — ao custo de reduzir a velocidade e aumentar o torque na saída.

Passo 4: calcular a potência necessária

P = T_contínuo × ω_nominal

T_contínuo = torque de carga em operação normal (N·m) ω_nominal = velocidade angular de operação (rad/s) = RPM × 2π ÷ 60 A potência calculada deve ser menor que a potência nominal do motor escolhido

Os servos são classificados por potência (200W, 400W, 750W, 1kW, 2kW...) mas a potência sozinha não define a escolha — o torque na faixa de velocidade de operação é o que importa. Sempre verifique a curva de torque × velocidade do modelo.

Exemplo prático: máquina de embalagem horizontal

Especificações da aplicação:

Carga movida (filme + carro)12 kg

MecanismoCorreia com polia de r = 0,05 m

Força de tensão na correia80 N

Velocidade de operação1500 RPM

Tempo de aceleração0,2 s (0 → 1500 RPM)

Ciclo: 0,3s acel + 0,5s constante + 0,3s desacel + 0,2s paradot_total = 1,3s

Calculando

Torque de carga: T = 80 N × 0,05 m = 4,0 N·m

Inércia da carga refletida: J_carga = m × r² = 12 × 0,05² = 0,03 kg·m²

Torque de aceleração (assumindo J_motor ≈ 0,001 kg·m²):
Δω = 1500 × 2π/60 = 157 rad/s
T_acel = (0,031 × 157) ÷ 0,2 = 24,3 N·m

Torque de pico: T_pico = 4,0 + 24,3 = 28,3 N·m

Razão de inércia: 0,03 ÷ 0,001 = 30× — marginal, recomenda-se redutor 3:1

Com redutor 3:1: J_refletida = 0,03 ÷ 9 = 0,0033 kg·m² → razão = 3,3× — excelente.

Resultado com redutor 3:1: Servo RSHA 80mm, 750W, torque nominal 2,4 N·m × 3 (redutor) = 7,2 N·m na saída. Torque de pico disponível: 7,2 N·m × 3 = 21,6 N·m — suficiente para a aceleração. Driver R5L ou R6L. Razão de inércia 3,3× — controle estável sem ajustes complexos.

Precisa de ajuda para dimensionar o servo da sua aplicação? Envie os dados técnicos pelo WhatsApp e retornamos com a especificação completa em até 24h.

Como Dimensionar Servo Motor AC: Torque, Potência e Inércia Passo a Passo

Por que dimensionar servo motor é diferente de dimensionar motor de passo

Passo 1: calcular o torque de carga

Fuso de esfera

Correia e polia

Torque de aceleração

Passo 2: calcular o torque RMS (contínuo)

Passo 3: verificar a razão de inércia

Passo 4: calcular a potência necessária

Exemplo prático: máquina de embalagem horizontal

Calculando

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