Những đặc điểm chung về Động cơ Servo
1. Động cơ Servo là gì?
2. Nguyên lý làm việc của động cơ servo
3. Các loại động cơ Servo
4. Thông số kỹ thuật của động cơ Servo
5. Ưu điểm và nhược điểm của động cơ Servo
6. Các ứng dụng của động cơ Servo
7. Cách chọn động cơ Servo
1. Động cơ Servo là gì?
Động cơ servo là một phần của hệ thống vòng kín, chúng bao gồm một số bộ phận cụ thể là mạch điều khiển, động cơ servo, trục, chiết áp, bộ khuếch đại, bánh răng truyền động và bộ mã hóa hoặc bộ phân giải.
Bộ Servo hoàn chỉnh sẽ bao gồm: 1 encoder, 1 motor Servo và 1 Servo driver. Chức năng chính của Servo đó là điều khiển vị trí, thay đổi tốc độ chính xác, điều chỉnh momen phù hợp với những ứng dụng công việc.
Động cơ Servo (Servo motor) được sử dụng phổ biến nhất trong các ngành công nghệ ứng dụng về mảng công nghiệp và tự động hoá. Chúng thực chất là một loại động cơ truyền động quay hoặc tuyến tính cung cấp khả năng điều khiển vị trí nhanh chóng cho các hệ thống điều khiển vòng kín.
Bộ điều khiển là bộ phận quan trọng nhất của động cơ Servo được thiết kế và sử dụng chuyên biệt cho mục đích này.
Động cơ được điều khiển bằng tín hiệu điện, analog hoặc digital, xác định chuyển động theo vị trí lệnh cuối cùng của trục.
Encoder đóng vai trò như một cảm biến cung cấp phản hồi về tốc độ và vị trí. Mạch này được xây dựng ngay bên trong vỏ động cơ thường được lắp với hệ thống bánh răng.
2. Nguyên lý làm việc của động cơ servo
Động cơ servo hoạt động trên nguyên tắc của phương pháp điều chế độ rộng xung . Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo phân theo hai loại đó là Động cơ Servo DC và động cơ Servo AC. Chứng có nguyên lý hoạt động riêng như sau
Động cơ servo hoạt động trên nguyên tắc của phương pháp điều chế độ rộng xung . Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo phân theo hai loại đó là Động cơ Servo DC và động cơ Servo AC. Chứng có nguyên lý hoạt động riêng như sau
• Servo DC
Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo DC dựa trên cấu tạo của bốn thành phần chính: động cơ DC, thiết bị cảm biến vị trí, cụm bánh răng và mạch điều khiển.
Tốc độ của động cơ DC dựa trên điện áp được sử dụng.
Để điều khiển tốc độ động cơ, thường sử dụng một chiết áp để tạo ra một điện áp tương ứng như một trong những đầu vào cho bộ khuếch đại điện áp.
Trong một số mạch, xung điều khiển được sử dụng để tạo ra điện áp tham chiếu DC tương ứng với vị trí hoặc tốc độ mong muốn của động cơ và nó được áp dụng cho bộ chuyển đổi điện áp độ rộng xung.
Độ dài của xung quyết định điện áp đặt tại bộ khuếch đại nhằm tạo ra một điện áp phù hợp tương đương với tốc độ hoặc vị trí mong muốn.
Đối với điều khiển kỹ thuật số, PLC hoặc bộ điều khiển chuyển động (vị trí) khác được sử dụng để tạo xung theo chu kỳ nhiệm vụ nhằm xây dựng nên các quy trình điều khiển chính xác hơn.
Cảm biến tín hiệu phản hồi thông thường là một chiết áp nhằm tạo ra điện áp tương ứng với góc tuyệt đối của trục động cơ thông qua cơ cấu bánh răng. Sau đó, giá trị điện áp phản hồi được sử dụng ở đầu vào của bộ khuếch đại để so sánh.
Bộ khuếch đại so sánh điện áp được tạo ra từ vị trí hiện tại của động cơ do phản hồi của chiết áp và vị trí mong muốn của động cơ tạo ra sai số của điện áp dương hoặc âm.
Điện áp này được áp dụng cho phần ứng của động cơ. Khi sai số tăng lên, điện áp đầu ra được áp dụng cho phần ứng động cơ. Miễn là có điện áp đầu vào, bộ khuếch đại so sánh sẽ khuếch đại điện áp đầu vào và cấp nguồn tương ứng cho phần ứng.
Động cơ quay cho đến khi điện áp bằng không. Nếu sai số âm, điện áp phần ứng đảo chiều và do đó phần ứng quay theo hướng ngược lại.
• Servo AC
Nguyên lý làm việc của động cơ Servo AC dựa trên cấu tạo của hai loại động cơ AC Servo khác nhau: đồng bộ và không đồng bộ (cảm ứng).
Động cơ Servo xoay chiều đồng bộ bao gồm stato và rôto. Stato bao gồm khung hình trụ và lõi stato.
Cuộn dây phần ứng quấn quanh lõi stato và cuộn dây được nối với dây dẫn qua đó cung cấp dòng điện cho động cơ.
Rôto bao gồm một nam châm vĩnh cửu và khác với rôto kiểu cảm ứng không đồng bộ ở chỗ dòng điện trong rôto được tạo ra bởi điện từ và do đó những loại này được gọi là động cơ Servo không chổi than.
Khi trường stato được kích thích với điện áp, rôto chạy theo từ trường quay của stato với cùng tốc độ hoặc đồng bộ với trường kích thích của stato, và đây là kiểu đồng bộ.
Với rôto nam châm vĩnh cửu này, không cần dòng điện rôto nên khi trường stato giảm dần và dừng thì rôto cũng dừng lại. Các động cơ này có hiệu suất cao hơn do không có dòng điện rôto.
Khi vị trí của rôto so với stato được yêu cầu, một bộ encoder được đặt trên rôto và cung cấp tín hiệu phản hồi cho bộ điều khiển động cơ Servo.
Stato động cơ Servo xoay chiều không đồng bộ hoặc cảm ứng bao gồm lõi stato, dây quấn phần ứng và dây dẫn và rôto bao gồm trục và cuộn dây lõi rôto.
Hầu hết các động cơ cảm ứng có chứa một phần tử quay, rôto hoặc lồng sóc.
Chỉ có cuộn dây stato được cấp nguồn xoay chiều.
Trường từ thông xoay chiều được tạo ra xung quanh cuộn dây stato với nguồn điện xoay chiều. Trường thông lượng xoay chiều này quay với tốc độ đồng bộ.
Từ thông quay vòng được gọi là từ trường quay (RMF). Tốc độ tương đối giữa từ trường quay stato và các dây dẫn của rôto gây ra lực điện từ cảm ứng trong các dây dẫn của rôto theo định luật cảm ứng điện từ Faraday. Và đây chính là nguyên lý tương tự xảy ra trong máy biến áp.
Bây giờ, dòng điện cảm ứng trong rôto cũng sẽ tạo ra một trường từ thông xoay chiều xung quanh chính nó. Từ thông rôto này trễ hơn từ thông stato.
Vận tốc rôto có quan hệ giữa từ thông stato quay và rôto quay cùng chiều với từ thông stato.
Rôto không bắt kịp tốc độ từ thông stato hoặc không được đồng bộ, do đó được gọi là loại không đồng bộ.
Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo DC dựa trên cấu tạo của bốn thành phần chính: động cơ DC, thiết bị cảm biến vị trí, cụm bánh răng và mạch điều khiển.
Tốc độ của động cơ DC dựa trên điện áp được sử dụng.
Để điều khiển tốc độ động cơ, thường sử dụng một chiết áp để tạo ra một điện áp tương ứng như một trong những đầu vào cho bộ khuếch đại điện áp.
Trong một số mạch, xung điều khiển được sử dụng để tạo ra điện áp tham chiếu DC tương ứng với vị trí hoặc tốc độ mong muốn của động cơ và nó được áp dụng cho bộ chuyển đổi điện áp độ rộng xung.
Độ dài của xung quyết định điện áp đặt tại bộ khuếch đại nhằm tạo ra một điện áp phù hợp tương đương với tốc độ hoặc vị trí mong muốn.
Đối với điều khiển kỹ thuật số, PLC hoặc bộ điều khiển chuyển động (vị trí) khác được sử dụng để tạo xung theo chu kỳ nhiệm vụ nhằm xây dựng nên các quy trình điều khiển chính xác hơn.
Cảm biến tín hiệu phản hồi thông thường là một chiết áp nhằm tạo ra điện áp tương ứng với góc tuyệt đối của trục động cơ thông qua cơ cấu bánh răng. Sau đó, giá trị điện áp phản hồi được sử dụng ở đầu vào của bộ khuếch đại để so sánh.
Bộ khuếch đại so sánh điện áp được tạo ra từ vị trí hiện tại của động cơ do phản hồi của chiết áp và vị trí mong muốn của động cơ tạo ra sai số của điện áp dương hoặc âm.
Điện áp này được áp dụng cho phần ứng của động cơ. Khi sai số tăng lên, điện áp đầu ra được áp dụng cho phần ứng động cơ. Miễn là có điện áp đầu vào, bộ khuếch đại so sánh sẽ khuếch đại điện áp đầu vào và cấp nguồn tương ứng cho phần ứng.
Động cơ quay cho đến khi điện áp bằng không. Nếu sai số âm, điện áp phần ứng đảo chiều và do đó phần ứng quay theo hướng ngược lại.
• Servo AC
Nguyên lý làm việc của động cơ Servo AC dựa trên cấu tạo của hai loại động cơ AC Servo khác nhau: đồng bộ và không đồng bộ (cảm ứng).
Động cơ Servo xoay chiều đồng bộ bao gồm stato và rôto. Stato bao gồm khung hình trụ và lõi stato.
Cuộn dây phần ứng quấn quanh lõi stato và cuộn dây được nối với dây dẫn qua đó cung cấp dòng điện cho động cơ.
Rôto bao gồm một nam châm vĩnh cửu và khác với rôto kiểu cảm ứng không đồng bộ ở chỗ dòng điện trong rôto được tạo ra bởi điện từ và do đó những loại này được gọi là động cơ Servo không chổi than.
Khi trường stato được kích thích với điện áp, rôto chạy theo từ trường quay của stato với cùng tốc độ hoặc đồng bộ với trường kích thích của stato, và đây là kiểu đồng bộ.
Với rôto nam châm vĩnh cửu này, không cần dòng điện rôto nên khi trường stato giảm dần và dừng thì rôto cũng dừng lại. Các động cơ này có hiệu suất cao hơn do không có dòng điện rôto.
Khi vị trí của rôto so với stato được yêu cầu, một bộ encoder được đặt trên rôto và cung cấp tín hiệu phản hồi cho bộ điều khiển động cơ Servo.
Stato động cơ Servo xoay chiều không đồng bộ hoặc cảm ứng bao gồm lõi stato, dây quấn phần ứng và dây dẫn và rôto bao gồm trục và cuộn dây lõi rôto.
Hầu hết các động cơ cảm ứng có chứa một phần tử quay, rôto hoặc lồng sóc.
Chỉ có cuộn dây stato được cấp nguồn xoay chiều.
Trường từ thông xoay chiều được tạo ra xung quanh cuộn dây stato với nguồn điện xoay chiều. Trường thông lượng xoay chiều này quay với tốc độ đồng bộ.
Từ thông quay vòng được gọi là từ trường quay (RMF). Tốc độ tương đối giữa từ trường quay stato và các dây dẫn của rôto gây ra lực điện từ cảm ứng trong các dây dẫn của rôto theo định luật cảm ứng điện từ Faraday. Và đây chính là nguyên lý tương tự xảy ra trong máy biến áp.
Bây giờ, dòng điện cảm ứng trong rôto cũng sẽ tạo ra một trường từ thông xoay chiều xung quanh chính nó. Từ thông rôto này trễ hơn từ thông stato.
Vận tốc rôto có quan hệ giữa từ thông stato quay và rôto quay cùng chiều với từ thông stato.
Rôto không bắt kịp tốc độ từ thông stato hoặc không được đồng bộ, do đó được gọi là loại không đồng bộ.
3. Các loại động cơ Servo
Dựa vào các yêu tố như nguồn điện, tính chất cơ học, phạm vi hoạt động vá cấu tạo cảu Servo mà ta có thể chia chúng thành nhiều chủng loại khác nhau.
Sau đây là các loại động cơ servo:
• Động cơ servo DC và Động cơ servo AC
• Động cơ Servo có chổi than hay không chổi than
• Động cơ Servo đồng bộ hay không đồng bộ
Động cơ servo DC
Loại này dùng riêng nguồn DC trong trường dây quấn & dây quấn phần ứng. Động cơ servo DC bao gồm một số thành phần là động cơ DC nhỏ , chiết áp phản hồi, hộp số, mạch điều khiển động cơ và vòng điều khiển phản hồi. Nó khá giống với động cơ DC thông thường.
Điều khiển động cơ bằng cách điều khiển dòng điện phần ứng hoặc dòng kích từ. Chúng cung cấp phản hồi rất chính xác và nhanh chóng đối với tín hiệu lệnh bắt đầu hoặc dừng do điện kháng cảm ứng phần ứng thấp.
Loại động cơ DC Servo được thiết kế để ứng dụng vào những hệ thống sử dụng dòng điện nhỏ hơn. Nó được phân chia thành 2 loại đó là: Động cơ DC Servo 1 chiều có chổi than và loại không có chổi than.
DC Servo chuyên dùng cho máy nén khí, máy bơm nước…
Dựa vào các yêu tố như nguồn điện, tính chất cơ học, phạm vi hoạt động vá cấu tạo cảu Servo mà ta có thể chia chúng thành nhiều chủng loại khác nhau.
Sau đây là các loại động cơ servo:
• Động cơ servo DC và Động cơ servo AC
• Động cơ Servo có chổi than hay không chổi than
• Động cơ Servo đồng bộ hay không đồng bộ
Động cơ servo DC
Loại này dùng riêng nguồn DC trong trường dây quấn & dây quấn phần ứng. Động cơ servo DC bao gồm một số thành phần là động cơ DC nhỏ , chiết áp phản hồi, hộp số, mạch điều khiển động cơ và vòng điều khiển phản hồi. Nó khá giống với động cơ DC thông thường.
Điều khiển động cơ bằng cách điều khiển dòng điện phần ứng hoặc dòng kích từ. Chúng cung cấp phản hồi rất chính xác và nhanh chóng đối với tín hiệu lệnh bắt đầu hoặc dừng do điện kháng cảm ứng phần ứng thấp.
Loại động cơ DC Servo được thiết kế để ứng dụng vào những hệ thống sử dụng dòng điện nhỏ hơn. Nó được phân chia thành 2 loại đó là: Động cơ DC Servo 1 chiều có chổi than và loại không có chổi than.
DC Servo chuyên dùng cho máy nén khí, máy bơm nước…
Động cơ servo AC
Động cơ AC bao gồm bộ mã hóa được sử dụng với bộ điều khiển để cung cấp phản hồi và điều khiển vòng kín. Động cơ này có thể có độ chính xác cao và có thiết kế dung sai cao . Một số thiết kế cũng sử dụng điện áp cao hơn để có được nhiều mô-men xoắn hơn.
Chúng được sử dụng trong tự động hóa, người máy, máy CNC và các ứng dụng khác đòi hỏi độ chính xác và tính linh hoạt cao.
Động cơ Servo có chổi than hay không chổi than
Động cơ Servo DC được chuyển mạch cơ học với chổi than, sử dụng cổ góp hoặc điện tử không có chổi than.
Động cơ có chổi than thường ít tốn kém hơn và vận hành đơn giản hơn, trong khi thiết kế không chổi than đáng tin cậy hơn, hiệu suất cao hơn và ít ồn hơn.
Cổ góp là một công tắc điện quay theo chu kỳ đảo chiều dòng điện giữa rôto và mạch truyền động.
Nó bao gồm một hình trụ kim loại được cấu tạo bởi nhiều đoạn tiếp xúc trên rôto. Hai hoặc nhiều tiếp điểm điện được gọi là “chổi than” được làm bằng vật liệu dẫn điện mềm như carbon ép vào cổ góp, tạo ra một tiếp điểm trượt với các đoạn của cổ góp khi nó quay.
Trong khi phần lớn động cơ được sử dụng trong Servo là động cơ AC thiết kế không chổi than; động cơ nam châm vĩnh cửu có chổi than đôi khi được sử dụng làm động cơ Servo vì tính đơn giản và chi phí thấp.
Loại động cơ DC có chổi than phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng Servo là động cơ DC nam châm vĩnh cửu.
Động cơ DC không chổi than thay thế chổi than vật lý và cổ góp bằng một linh kiện điện tử để đạt được sự chuyển mạch, thường thông qua việc sử dụng cảm biến Hall hoặc encoder.
Động cơ xoay chiều thường không có chổi than, ngoài ra có một số thiết kế – chẳng hạn như động cơ phổ thông, có thể chạy bằng nguồn AC hoặc DC, có chổi than và có thể chuyển mạch cơ học.
Động cơ Servo đồng bộ hay không đồng bộ
Trong khi động cơ DC thường được phân loại là có chổi than hoặc không chổi than, động cơ AC thường được phân biệt bằng tốc độ quay của trường đồng bộ hoặc không đồng bộ của chúng.
Trong động cơ xoay chiều, tốc độ được xác định bởi tần số của điện áp nguồn và số lượng cực từ.
Tốc độ này được gọi là tốc độ đồng bộ. Do đó, trong động cơ đồng bộ, rôto quay cùng tốc độ với từ trường quay của stato.
Tuy nhiên, trong động cơ không đồng bộ, thường được gọi là động cơ cảm ứng, rôto quay với tốc độ chậm hơn từ trường quay của stato.
Tuy nhiên, tốc độ của động cơ không đồng bộ có thể thay đổi bằng cách sử dụng một số phương pháp điều khiển như thay đổi số cực và thay đổi tần số.
Động cơ AC bao gồm bộ mã hóa được sử dụng với bộ điều khiển để cung cấp phản hồi và điều khiển vòng kín. Động cơ này có thể có độ chính xác cao và có thiết kế dung sai cao . Một số thiết kế cũng sử dụng điện áp cao hơn để có được nhiều mô-men xoắn hơn.
Chúng được sử dụng trong tự động hóa, người máy, máy CNC và các ứng dụng khác đòi hỏi độ chính xác và tính linh hoạt cao.
Động cơ Servo có chổi than hay không chổi than
Động cơ Servo DC được chuyển mạch cơ học với chổi than, sử dụng cổ góp hoặc điện tử không có chổi than.
Động cơ có chổi than thường ít tốn kém hơn và vận hành đơn giản hơn, trong khi thiết kế không chổi than đáng tin cậy hơn, hiệu suất cao hơn và ít ồn hơn.
Cổ góp là một công tắc điện quay theo chu kỳ đảo chiều dòng điện giữa rôto và mạch truyền động.
Nó bao gồm một hình trụ kim loại được cấu tạo bởi nhiều đoạn tiếp xúc trên rôto. Hai hoặc nhiều tiếp điểm điện được gọi là “chổi than” được làm bằng vật liệu dẫn điện mềm như carbon ép vào cổ góp, tạo ra một tiếp điểm trượt với các đoạn của cổ góp khi nó quay.
Trong khi phần lớn động cơ được sử dụng trong Servo là động cơ AC thiết kế không chổi than; động cơ nam châm vĩnh cửu có chổi than đôi khi được sử dụng làm động cơ Servo vì tính đơn giản và chi phí thấp.
Loại động cơ DC có chổi than phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng Servo là động cơ DC nam châm vĩnh cửu.
Động cơ DC không chổi than thay thế chổi than vật lý và cổ góp bằng một linh kiện điện tử để đạt được sự chuyển mạch, thường thông qua việc sử dụng cảm biến Hall hoặc encoder.
Động cơ xoay chiều thường không có chổi than, ngoài ra có một số thiết kế – chẳng hạn như động cơ phổ thông, có thể chạy bằng nguồn AC hoặc DC, có chổi than và có thể chuyển mạch cơ học.
Động cơ Servo đồng bộ hay không đồng bộ
Trong khi động cơ DC thường được phân loại là có chổi than hoặc không chổi than, động cơ AC thường được phân biệt bằng tốc độ quay của trường đồng bộ hoặc không đồng bộ của chúng.
Trong động cơ xoay chiều, tốc độ được xác định bởi tần số của điện áp nguồn và số lượng cực từ.
Tốc độ này được gọi là tốc độ đồng bộ. Do đó, trong động cơ đồng bộ, rôto quay cùng tốc độ với từ trường quay của stato.
Tuy nhiên, trong động cơ không đồng bộ, thường được gọi là động cơ cảm ứng, rôto quay với tốc độ chậm hơn từ trường quay của stato.
Tuy nhiên, tốc độ của động cơ không đồng bộ có thể thay đổi bằng cách sử dụng một số phương pháp điều khiển như thay đổi số cực và thay đổi tần số.
4. Thông số kỹ thuật của động cơ Servo
- Nguồn cấp
- Công suất
- Momen xoắn
- Dòng điện định mức
- Dải tốc độ
- Phương pháp điều khiển
- Ứng dụng
Tuy nhiên, cũng cần phải chú ý thêm những thông tin:
+ Kích thước mặt bích và cốt của động cơ điều này khá quan trọng đối với tính toán thi công gá, vị trí lắp.
+ Cốt của motor loại rãnh then hay cốt trơn. Một số loại mô tơ Servo công suất nhỏ có cốt trơn. Cốt có rãnh then dùng cho loại công suất lớn, có rãnh để gắn chốt nhằm tăng độ kết nối với hộp số hay khớp nối.
+ Tiêu chuẩn chống dầu motor là một yếu tố cần thiết nhất là đối với các Servo làm việc trong môi trường có dầu nhớt. Tiêu chuẩn càng cao thì sẽ càng tăng độ bền của thiết bị.
+ Mô tơ có thắng cơ không? Thường người ta sẽ chọn cho những hệ thống khi mất điện để tránh trục Z máy CNC rơi xuống phôi.
- Nguồn cấp
- Công suất
- Momen xoắn
- Dòng điện định mức
- Dải tốc độ
- Phương pháp điều khiển
- Ứng dụng
Tuy nhiên, cũng cần phải chú ý thêm những thông tin:
+ Kích thước mặt bích và cốt của động cơ điều này khá quan trọng đối với tính toán thi công gá, vị trí lắp.
+ Cốt của motor loại rãnh then hay cốt trơn. Một số loại mô tơ Servo công suất nhỏ có cốt trơn. Cốt có rãnh then dùng cho loại công suất lớn, có rãnh để gắn chốt nhằm tăng độ kết nối với hộp số hay khớp nối.
+ Tiêu chuẩn chống dầu motor là một yếu tố cần thiết nhất là đối với các Servo làm việc trong môi trường có dầu nhớt. Tiêu chuẩn càng cao thì sẽ càng tăng độ bền của thiết bị.
+ Mô tơ có thắng cơ không? Thường người ta sẽ chọn cho những hệ thống khi mất điện để tránh trục Z máy CNC rơi xuống phôi.
5. Ưu điểm và nhược điểm của động cơ Servo
Ưu điểm của động cơ Servo
- Chúng có khả năng tạo ra công suất đầu ra cao so với kích thước và trọng lượng của động cơ.
- Nó có hiệu suất cao và có thể đạt tới 90% khi tải nhẹ.
- Động cơ cung cấp tỷ lệ mô-men xoắn trên quán tính cao và có thể tăng tốc tải nhanh chóng.
- Nó có thể cung cấp hoạt động yên tĩnh, chạy trơn tru và cung cấp độ chính xác cao.
- Vị trí của động cơ servo có thể được điều khiển chính xác hơn so với các động cơ DC khác.
Nhược điểm của động cơ Servo
- Hạn chế của động cơ servo là nó yêu cầu điều chỉnh để ổn định vòng phản hồi.
- Nếu một cái gì đó bị hỏng, động cơ sẽ hoạt động không ổn định. Do đó, cần một mạch bảo vệ.
- Chi phí hệ thống tổng thể và chi phí lắp đặt cao hơn so với động cơ bước do cần các thành phần phản hồi.
- Nó sẽ yêu cầu một bộ điều khiển phức tạp để cung cấp bộ mã hóa và hỗ trợ điện tử.
Ưu điểm của động cơ Servo
- Chúng có khả năng tạo ra công suất đầu ra cao so với kích thước và trọng lượng của động cơ.
- Nó có hiệu suất cao và có thể đạt tới 90% khi tải nhẹ.
- Động cơ cung cấp tỷ lệ mô-men xoắn trên quán tính cao và có thể tăng tốc tải nhanh chóng.
- Nó có thể cung cấp hoạt động yên tĩnh, chạy trơn tru và cung cấp độ chính xác cao.
- Vị trí của động cơ servo có thể được điều khiển chính xác hơn so với các động cơ DC khác.
Nhược điểm của động cơ Servo
- Hạn chế của động cơ servo là nó yêu cầu điều chỉnh để ổn định vòng phản hồi.
- Nếu một cái gì đó bị hỏng, động cơ sẽ hoạt động không ổn định. Do đó, cần một mạch bảo vệ.
- Chi phí hệ thống tổng thể và chi phí lắp đặt cao hơn so với động cơ bước do cần các thành phần phản hồi.
- Nó sẽ yêu cầu một bộ điều khiển phức tạp để cung cấp bộ mã hóa và hỗ trợ điện tử.
6. Các ứng dụng của động cơ Servo
Động cơ Servo được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp. Tại hầu hết các máy móc, dây chuyền tại các nhà máy chế biến, sản xuất, đóng gói, lắp ráp đều có Servo. Chúng tôi sẽ giới thiệu ứng dụng của nó trong 5 nhóm ngành chính:
• Trong hệ thống điều khiển thiết bị vận chuyển: Ngày nay, khi hầu hết các nhà áy chuyển mình từ sản xuất truyền thống sang kiểu hiện đại, tự động hóa, tinh vi hơn thì thiết bị vận chuyển là một bộ phận không thể thiếu. Servo được lắp đặt để giúp việc di chuyển máy móc, nguyên liệu hay thành phẩm trên hệ thống băng tải, tời.
• Trong ngành sản xuất bao bì, giấy, may mặc công nghiệp: Động cơ Servo sẽ giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm của các cuộn bao, cuộn giấy, cuộn vải, chỉ theo nhu cầu cắt, in ấn, dập hình sử dụng, làm việc.
• Trong ngành điện, điện tử: Đây có thể nói là ngành sử dụng Servo nói riêng và các thiết bị tự động hóa nói chung nhiều nhất. Servo AC thường được dùng bởi nó có thể đảm bảo độ chính xác gần như tuyệt đối cùng độ chính xác cao khi cần lắp ráp thiết bị điện tử, các con chip lên bảng mạch.
• Trong ngành sản xuất nhựa: Nếu như trước đây người ta làm cho các vật liệu nhựa chảy ra và đùn vào khuôn để chế tạo bằng hệ thống thủy lực thì nay hệ thống Servo sẽ được lắp trên máy đùn khuôn mẫu với mục đích là tiết kiệm điện năng tối đa.
• Trong ngành sản xuất đồ uống, nước giải khát và thực phẩm: Sử dụng mô tơ Servo trong quy trình sản xuất thực phẩm sẽ đảm bảo an toàn và chất lượng
Động cơ Servo được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp. Tại hầu hết các máy móc, dây chuyền tại các nhà máy chế biến, sản xuất, đóng gói, lắp ráp đều có Servo. Chúng tôi sẽ giới thiệu ứng dụng của nó trong 5 nhóm ngành chính:
• Trong hệ thống điều khiển thiết bị vận chuyển: Ngày nay, khi hầu hết các nhà áy chuyển mình từ sản xuất truyền thống sang kiểu hiện đại, tự động hóa, tinh vi hơn thì thiết bị vận chuyển là một bộ phận không thể thiếu. Servo được lắp đặt để giúp việc di chuyển máy móc, nguyên liệu hay thành phẩm trên hệ thống băng tải, tời.
• Trong ngành sản xuất bao bì, giấy, may mặc công nghiệp: Động cơ Servo sẽ giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm của các cuộn bao, cuộn giấy, cuộn vải, chỉ theo nhu cầu cắt, in ấn, dập hình sử dụng, làm việc.
• Trong ngành điện, điện tử: Đây có thể nói là ngành sử dụng Servo nói riêng và các thiết bị tự động hóa nói chung nhiều nhất. Servo AC thường được dùng bởi nó có thể đảm bảo độ chính xác gần như tuyệt đối cùng độ chính xác cao khi cần lắp ráp thiết bị điện tử, các con chip lên bảng mạch.
• Trong ngành sản xuất nhựa: Nếu như trước đây người ta làm cho các vật liệu nhựa chảy ra và đùn vào khuôn để chế tạo bằng hệ thống thủy lực thì nay hệ thống Servo sẽ được lắp trên máy đùn khuôn mẫu với mục đích là tiết kiệm điện năng tối đa.
• Trong ngành sản xuất đồ uống, nước giải khát và thực phẩm: Sử dụng mô tơ Servo trong quy trình sản xuất thực phẩm sẽ đảm bảo an toàn và chất lượng
7. Cách chọn động cơ Servo
Xác định ứng dụng cần sử dụng
Đối với những công việc yêu cầu độ chính xác gần như tuyệt đối và tốc độ cao thì người dùng có thể cân nhắc lựa chọn Servo AC. Tuy nhiên, lưu ý cho khách hàng đó là chi phí đầu tư sẽ nhỉnh hơn. Thường thì các kỹ sư của công ty sẽ hỗ trợ để người dùng có thể biết được loại máy móc có nhất thiết dùng Servo loại đó đáp ứng nhu cầu vận hành hay không?
Nếu như người dùng mong muốn chi phí thấp hơn thì có thể sử dụng Servo thường, Servo bước kết hợp với biến tần.
Để biết được loại Servo đó có đáp ứng yêu cầu của ứng dụng hay không thì kỹ thuật phải cân nhắc nhiều yếu tố khác nhau trước khi khuyên khách hàng: Chi phí và khả năng kinh tế đầu tư, đặc tính của máy, yêu cầu kỹ thuật..
Tính toán công suất cần dùng
Công suất mô tơ Servo là bước thứ 2 cần phải làm. Để tìm được công suất của motor Servo đối với máy móc mới thì cần có những thông số chính xác về tải, kết cấu cơ khí. Việc tính toán này sẽ được thực hiện bởi các kỹ sư, kỹ thuật viên có kinh nghiệm và kiến thức tốt về cơ khí, điện, máy móc. Bởi nếu tính toán tư thừa sẽ gây lãng phí còn nếu tính toán thiếu thì sẽ tốn thêm thời gian và công sức để đổi motor Servo.
Đối với những loại thay thế cho Servo cũ thì việc lựa chọn dễ dàng hơn vì chỉ cần chọn đúng công suất của Servo bạn đang sử dụng hoặc cao hơn thì chắc chắn sẽ làm việc được.
Xác định thông số kỹ thuật
Sau khi đã có thông số động cơ thì người dùng phải tiến hành chọn driver sao cho phù hợp với động cơ đó.
Một driver được cho là phù hợp khi đọc được encoder và tương tích với công suất của motor. Một số loại Servo của các hãng được thiết kế có thể cho phép công suất driver lớn hơn công suất motor.
Cuối cùng là bạn nên quan tâm đến thông số điều khiển tốc độ, vị trí. Driver là loại nhận xung hay chạy truyền thông.
Xác định ứng dụng cần sử dụng
Đối với những công việc yêu cầu độ chính xác gần như tuyệt đối và tốc độ cao thì người dùng có thể cân nhắc lựa chọn Servo AC. Tuy nhiên, lưu ý cho khách hàng đó là chi phí đầu tư sẽ nhỉnh hơn. Thường thì các kỹ sư của công ty sẽ hỗ trợ để người dùng có thể biết được loại máy móc có nhất thiết dùng Servo loại đó đáp ứng nhu cầu vận hành hay không?
Nếu như người dùng mong muốn chi phí thấp hơn thì có thể sử dụng Servo thường, Servo bước kết hợp với biến tần.
Để biết được loại Servo đó có đáp ứng yêu cầu của ứng dụng hay không thì kỹ thuật phải cân nhắc nhiều yếu tố khác nhau trước khi khuyên khách hàng: Chi phí và khả năng kinh tế đầu tư, đặc tính của máy, yêu cầu kỹ thuật..
Tính toán công suất cần dùng
Công suất mô tơ Servo là bước thứ 2 cần phải làm. Để tìm được công suất của motor Servo đối với máy móc mới thì cần có những thông số chính xác về tải, kết cấu cơ khí. Việc tính toán này sẽ được thực hiện bởi các kỹ sư, kỹ thuật viên có kinh nghiệm và kiến thức tốt về cơ khí, điện, máy móc. Bởi nếu tính toán tư thừa sẽ gây lãng phí còn nếu tính toán thiếu thì sẽ tốn thêm thời gian và công sức để đổi motor Servo.
Đối với những loại thay thế cho Servo cũ thì việc lựa chọn dễ dàng hơn vì chỉ cần chọn đúng công suất của Servo bạn đang sử dụng hoặc cao hơn thì chắc chắn sẽ làm việc được.
Xác định thông số kỹ thuật
Sau khi đã có thông số động cơ thì người dùng phải tiến hành chọn driver sao cho phù hợp với động cơ đó.
Một driver được cho là phù hợp khi đọc được encoder và tương tích với công suất của motor. Một số loại Servo của các hãng được thiết kế có thể cho phép công suất driver lớn hơn công suất motor.
Cuối cùng là bạn nên quan tâm đến thông số điều khiển tốc độ, vị trí. Driver là loại nhận xung hay chạy truyền thông.
