Động cơ servo hiện là động cơ được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực gia công cơ khí, các sản phẩm công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao. Nếu bạn đang có nhu cầu tìm hiểu và sử dụng động cơ này thì hãy theo dõi những thông tin cực hữu ích sau đây để đưa ra sự lựa chọn mua hàng tốt nhất cho mình!
Mục Lục
Động cơ Servo là gì?
Động cơ servo còn được gọi là servo motor, là dạng động máy móc chuyên dùng giúp cung cấp cơ năng dành cho một số thiết bị, dây chuyền, cơ cấu hoạt động trong quy trình sản xuất, chế tạo.
Động cơ đóng vai trò giúp cung cấp lực kéo để dây chuyền hay các cơ cấu động cơ khác có thể được hoạt động theo. Thiết bị dùng từ trường giúp biến đổi điện năng thành cơ năng dưới dạng xoay để kéo tải.
Động cơ servo cần phải được kết nối với một cơ cấu truyền động cơ khí nào đó để cung cấp cơ năng cho máy móc nhờ chuyển động quay liên tục. Vì thế, servo motor chỉ có giá trị nếu như chúng được kết nối với các thiết bị, cơ cấu động cơ khác bởi hệ thống truyền, đai, xích hoặc bơm,..
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động động cơ servo
Cấu tạo
Động cơ DC Servo được cấu tạo với 2 loại như sau:
- DC Servo Motor loại có chổi than: có 4 bộ phận chủ yếu là chổi than, stato, rotor và cuộn cảm lõi.
- DC servo motor loại không có chổi than: cấu trúc tương tự như động cơ có chổi than. Sự khác biệt duy nhất là cuộn dây pha được lắp ở rotor là động cơ vĩnh cửu, vận hành êm ái, không gây ồn. Cho nên loại này được sử dụng rộng rãi hơn so với servo có chổi than.
Động cơ dạng AC servo: Loại này được sử dụng trong các ngành công nghiệp, phần lớn là động cơ một chiều không có chổi than.
Động cơ servo thông thường có cấu tạo 2 phần chính như động cơ bước gồm rotor và stator.
Nguyên lý hoạt động
Rotor là nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh và stator là một cuộn dây được cuốn lại riêng biệt, được cấp nguồn điện giúp làm quay rotor. Nếu thời điểm dòng điện cấp đến cuộn dây chuẩn xác thì chuyển động quay của roto được phụ thuộc vào tần số và pha của dòng điện. Phân cực và dòng điện sẽ chạy trong cuộn dây stator.
Động cơ servo được tạo ra bởi hệ thống hồi tiếp vòng khép kín tín hiệu đầu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển. Nếu như động cơ quay thì vận tốc, cũng như vị trí của chúng được hồi tiếp về mạch điều khiển này.
Lúc này dù bất kỳ tác nhân nào muốn ngăn cản chuyển động quay của động cơ thì cơ cấu hồi sẽ nhận tín hiệu để thông báo chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển sẽ tiếp tục chỉnh sai lệch, đảm bảo động cơ ở vị trí chính xác nhất của bộ điều khiển servo.
Phân loại
Dựa trên dòng điện ta có 2 loại Servo motor cụ thể như sau:
Động cơ DC Servo
Loại động cơ DC Servo được thiết kế nhằm sử dụng vào các hệ thống với dòng điện nhỏ hơn. Chúng được chia thành 2 loại bao gồm: Động cơ DC Servo 1 chiều có chổi than và loại không có chổi than.
DC Servo chuyên dùng đối với máy nén khí, máy bơm nước,…
Động cơ AC Servo
Đây là motor xoay chạy bằng dòng điện xoay chiều 3 pha được hoạt động trên nguyên lý nam châm vĩnh cửu. Sự khác biệt của thiết bị này là ở chỗ được tích hợp thêm cảm biến, công cụ điện tử giúp điều khiển và truyền thông tin.
Nhờ đặc điểm cấu tạo và hoạt động vì thế mà động cơ AC Servo đặc biệt thích hợp để có thể dùng trong các động cơ đặc biệt, xử lý dòng điện cao thế, máy móc tại các nhà máy như: máy phay, máy tiện, máy mài.
Lợi ích khi dùng động cơ servo
Servo motor mang cho cho người dùng rất nhiều lợi ích khi sử dụng như:
- Điều khiển tốc độ, vị trí và mô-men vô cùng chính xác.
- Mô-men sẽ không đổi trong khoảng tốc độ từ 0 cho tới mức tốc độ định mức. Cho nên các servo thường dùng trong những ứng dụng mô-men cao ở tốc độ thấp.
- Hiệu suất hoạt động cao tới hơn 90%, ít sinh nhiệt, đặc biệt hầu như không dao động.
- Tốc độ cao, cũng đồng nghĩa với việc tần suất làm việc thay đổi nhanh, liên tục.
- Tốc độ đáp ứng, phản hồi nhanh, quán tính thấp (gần như không có quán tính).
- Thiết bị được vận hành một cách êm ái, nhẹ, tiết kiệm điện năng hiệu quả (khoảng 5-20% so với động cơ thường).
- Kích thước và trọng lượng nhẹ, ít bị hư hỏng.
Nhưng để có thể sử dụng được động cơ servo người sử dụng phải có kiến thức về lập trình.
Ứng dụng trong đời sống
Động cơ Servo được ứng dụng phổ biến trong sản xuất công nghiệp, trong dây chuyền các nhà máy chế biến, sản xuất, đóng gói, lắp ráp. Sau đây chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn được ứng dụng của thiết bị này đến 4 nhóm ngành chính như sau:
- Trong hệ thống điều khiển thiết bị vận chuyển: Servo được lắp đặt để giúp việc di chuyển máy móc, nguyên liệu, thành phẩm trên hệ thống băng tải, tời.
- Đối với ngành nghề sản xuất bao bì, giấy, may mặc công nghiệp: Động cơ Servo sẽ giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm của cuộn bao, cuộn giấy, cuộn vải theo nhu cầu cắt, in ấn, dập hình sử dụng, làm việc.
- Trong ngành điện, điện tử: đây là ngành sử dụng Servo nhiều nhất. Servo AC đảm bảo độ chính xác tuyệt đối với độ chính xác cao với nhu cầu cần lắp ráp thiết bị điện tử, con chip lên bảng mạch.
- Trong ngành sản xuất nhựa: Hệ thống Servo được lắp trên máy đùn khuôn mẫu giúp kiệm điện năng tối đa.
- Trong ngành sản xuất đồ uống, nước giải khát và thực phẩm: Dùng mô tơ Servo trong quy trình sản xuất thực phẩm giúp đảm bảo an toàn, chất lượng.
Ưu nhược điểm
Servo DC
Ưu điểm: Servo DC có ưu điểm nổi bật đó là sử dụng dễ dàng, giá cả phải chăng. Nhờ đó mà con người có thể kiểm soát được tốc độ động cơ chính xác ngay cả với tốc độ mô men xoắn.
Nhược điểm: Trong môi trường không có bụi bẩn không thích hợp các chổi than bị giới hạn tốc độ và sức đề kháng bổ sung khiến các hạt sẽ bị mài mòn. Chúng có thể gây ra tiếng ồn. Nhiệt độ làm việc cao, nếu như giảm tốc độ thì quán tính cao.
Servo AC
Ưu điểm
So với Servo DC, thì AC điều khiển tốc độ tốt hơn, không có dao động khi điều khiển trên toàn vùng tốc độ. Hiệu suất làm việc cao, hơn 90% và ít có khả năng tỏa ra nhiệt.
Servo AC giúp điều khiến với tốc độ cao, điều khiển chính xác. Thường thì những Servo ac làm việc trong môi trường không có bụi, tiếng ồn nhỏ, momen xoắn, quán tính thấp…
Nhược điểm
Điểm duy nhất mà bạn cần chú ý khi sử dụng Servo AC là điều khiển phức tạp hơn. Những thông số tại ổ đĩa cần điều chỉnh thông số PID để xác định được nhu cầu kết nối nhiều hơn.
Cách chọn động cơ servo
Xác định được ứng dụng cần sử dụng
Khi chọn động cơ Servo bạn cần biết mình dùng cho ứng dụng nào. Nếu là công việc yêu cầu độ chính xác và tốc độ cao, bạn có thể chọn Servo AC. Nhưng vơi sloaij này bạn sẽ phải tốn nhiều chi phí đầu tư ban dầu hơn.
Thường thì các kỹ sư của công ty sẽ hỗ trợ giúp người dùng biết được loại máy móc đang vận hành của mình sẽ sử dụng động cơ nào.
Nếu người dùng muốn chi phí thấp hơn có thể dùng tới Servo thường, Servo bước kết hợp với biến tần.
Để có thể xác định được loại Servo này đáp ứng được yêu cầu của ứng dụng hay không thì kỹ thuật cần cân nhắc thêm nhiều yếu tố như: Chi phí, khả năng kinh tế đầu tư, đặc tính của máy, yêu cầu kỹ thuật,…
Tính toán công suất cần dùng
Đây là bước thứ 2 bạn cần phải thực hiện. Để có thể tìm được công suất của motor Servo dành cho máy móc mới cần yêu cầu thông số chính xác về tải, kết cấu cơ khí.
Các tính toán sẽ được thực hiện bởi các kỹ sư, kỹ thuật viên có kinh nghiệm, kiến thức về cơ khí, điện, máy móc. Nếu như tính toán dư thừa sẽ gây ra tình trạng lãng phí. Nếu như tính toán thiếu sẽ tốn thêm thời gian, công sức để đổi motor Servo.
Với các loại thay thế cho Servo cũ, việc lựa chọn sẽ trở nên dễ dàng hơn, Bạn chỉ cần chọn đúng công suất của Servo mình đang dùng hoặc cao hơn sẽ chắc chắn có thể làm việc được.
Xác định thông số kỹ thuật
Khi xác định được thông số động cơ, người dùng cần tiến hành chọn driver đảm bảo phù hợp với động cơ đó. Một driver được cho là phù hợp nếu đọc được encoder và tương tích với công suất motor.
Có một số loại Servo của các hãng được thiết kế cho phép công suất driver lớn hơn so với công suất của motor.
Bạn cần quan tâm đến thông số điều khiển tốc độ, vị trí, cũng như driver là loại nhận xung hay là loại chạy truyền thông.
Trên đây là toàn bộ những thông tin chi tiết về động cơ servo. OLu.com.vn hy vọng qua bài viết này khách hàng sẽ chọn được cho mình một Servo Motor chính xác, nhanh chóng, tiết kiệm chi phí, đáp ứng được các yêu cầu trong công việc. Để được biết thêm thông tin chi tiết, quý khách vui lòng liên hệ ngay với Bình Dương AEC để được hỗ trợ.