Công nghệ điều khiển động cơ servo được sử dụng phổ biến cho các thiết bị công nghệ cao trong ứng dụng công nghệ tự động hóa. Chính vì chúng được sử dụng phổ biến nên nhu cầu tìm hiểu của chúng ta càng cao. Hãy cùng khám phá công nghệ để điều khiển servo, nguyên lý và cách điều khiển servo có gì đặc biệt?
CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO LÀ GÌ?
1. Động cơ servo là gì?
Công nghệ điều khiển động cơ Servo hay còn gọi là servo motor. Là bộ phận quan trọng thuộc hệ thống điều khiển chuyển động. Là một thiết bị tự động có cảm biến. Động cơ servo được kết hợp cơ khí với các thiết bị máy móc khác để cung cấp lực di chuyển cần thiết cho các thiết bị, dây chuyền trong sản xuất và chế tạo theo yêu cầu của ứng dụng.
Động cơ Servo
2. Phân loại và cấu tạo động cơ servo
Động cơ servo hiện nay trên thị trường được chia thành 2 loại: Động cơ AC Servo và Động cơ DC Servo.
Động cơ AC Servo
Là động cơ thường được sử dụng trong máy móc công nghiệp, xử lý được các dòng điện cao.
Cấu tạo: Là động cơ 1 chiều không chổi than. Gồm rotor và stator, encoder
- Rotor: Là trục quay, được cấu tạo từ nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh
- Stator: Là bệ lực cơ, cuộn dây cuốn riêng biệt quấn quanh, cung cấp lục cần thiết để làm quay Rotor
- Encoder: Là bộ mã hóa, được cấu tạo để dò vị trí tuyệt đối, được kết nối trực tiếp và gắn ở phía đuôi của động cơ, phản hồi chính xác tốc độ và vị trí của động cơ về cho bộ điều khiển.
Cấu tạo động cơ AC Servo
Ưu điểm:
- Có khả năng điều khiển tốc độ, vị trí, mo-mem nhanh và chính xác cao.
- Tiếng ồn thấp, vận hành êm ái, tiết kiệm điện năng.
- Tốc độ phản hồi về bộ điều khiển servo nhanh, quán tính thấp.
- Chịu được dòng điện lớn, không dao động và ít sinh nhiệt trong quá trình hoạt động.
Nhược điểm:
- Hệ thống điều khiển tương đối phức tạp, giá thành cao với các loại động cơ khác.
Động cơ DC Servo
Là một loại động cơ phù hợp với các ứng dụng nhỏ. Hoạt động với dòng điện một chiều. Chia làm hai loại: Động cơ 1 chiều có chổi than và động cơ 1 chiều không có chổi than.
Cấu tạo:
- Động cơ 1 chiều có chổi than bao gồm 4 bộ phận chính: stato, rotor, chổi than và cuộn cảm lõi.
- Động cơ 1 chiều không có chổi than có cấu trúc tương tự động cơ có chổi than. Điều khác biệt ở đây là rotor được lắp các cuộn pha là động cơ vĩnh viễn. Khiến động cơ 1 chiều không chổi than được ưu chuộng hơn.
Cấu tạo động cơ DC Servo
Ưu điểm:
- Dễ điều khiển, dễ sử dụng
- Kiểm soát tốt tốc độ chính xác, đảm bảo ổn định quá trình vận hành
- Gía thành rẻ hơn các loại động cơ khác
Nhược điểm:
- Gây ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động
- Không chịu được dòng điện lớn
- Nhiệt độ, quán tính cao trong khi vận hành.
- Không chịu được môi trường bụ bẩn
NGUYÊN LÝ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO
1. Nguyên lý hoạt động của công nghệ điều khiển động cơ Servo
Công nghệ điều khiển động cơ servo gồm hai phần chính là: Servo Drive và Servo Motor.
- Servo Motor: còn gọi là đồng bộ động cơ. Khi có dòng điện đi qua xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ do tác động lên từ trường của các vòng dây bên trong và nam châm vĩnh cửu tạo ra lực điện. Encoder ghi nhận tốc độ, vị trí, trạng thái hoạt động, gửi đến bộ điều khiển Servo Drive
- Servo Drive: là một hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vòng kín. Được thực hiện bằng cách nhận tín hiệu điều khiển xung từ encoder. Sau đó truyền lệnh đến động cơ Servo để hoạt động theo lệnh. Cùng lúc nhận tín hiệu phản hồi về vị trí và tốc độ của động cơ từ encoder. Dựa vào tín hiệu phản hồi về, bộ điều khiển servo sẽ so sánh tín hiệu lệnh ban đầu và điều chỉnh phù hợp để đảm bảo động cơ hoạt động đúng theo yêu cầu đưa ra.
Nguyên lý hoạt động động cơ Servo
2. Ứng dụng của động cơ Servo.
Với những tính năng nổi bật, khả năng và hiệu quả của công nghệ điều khiển động cơ Servo mang lại. Các động cơ servo được sử dụng rộng rãi trong các loại máy móc công nghiệp từ cơ bản, đa năng, đến chuyên dụng.
- Điều khiển robot: Để điều khiển được robot yêu cầu phải có độ chính xác, tốc độ cao, hoạt động với tần suất cao. Mà động cơ servo lại hoàn toàn phù hợp với những yêu cầu đó.
- Hệ thống CNC: Gi úp nâng cao hiệu suất của hệ thống CNC trong công nghiệp.
- Máy khẩu trang, hệ thống dao cắt bay, máy quay, hệ thống cắt túi nilon, máy đóng hàng, máy in,..
Công nghệ điều khiển động cơ servo là trợ thủ đắc lực của các loại máy móc trong công nghiệp. Hy vọng qua bài viết trên có thể giúp các bạn hiểu thêm về động cơ bước và chọn cho mình được loại động cơ phù hợp.
Tham khảo thêm về động cơ bước