1. Động cơ servo là gì?

Động cơ Servo là một bộ phận của hệ thống điều khiển chuyển động của máy móc. Động cơ Servo cung cấp lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy móc khi vận hành.

Hình 1. Một số hình ảnh Động cơ servo

2. Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động động cơ servo

2.1. Phân loại

Nhìn chung có 2 loại động cơ servo: Động cơ servo AC, động cơ servo DC. AC servo có thể xử lý các dòng điện cao hơn và có xu hướng được sử dụng trong máy móc công nghiệp. DC servo không được thiết kế cho các dòng điện cao và thường phù hợp hơn cho các ứng dụng nhỏ hơn. Các loại servo.

2.2. Cấu tạo

Cấu tạo chung của 1 động cơ servo gồm: Rotor và Stator.

Hình 2: Hình ảnh cấu tạo Động cơ servo AC

Hình 3: Hình ảnh cấu tạo Động cơ servo DC

2.3. Nguyên lý hoạt động

Rotor của động cơ là một nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh và stator của động cơ được cuốn các cuộn dây riêng biệt, được cấp nguồn theo một trình tự thích hợp để quay rotor.

Nếu thời điểm và dòng điện cấp tới các cuộn dây là chuẩn xác thì chuyển động quay của rotor phụ thuộc vào tần số và pha, phân cực và dòng điện chạy trong cuộn dây stator.

Động cơ servo được hình thành bởi những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển. Khi động cơ vận hành thì vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Khi đó bầt kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính xác nhất. Bộ điều khiển servo.

3. Ưu nhược điểm và ứng dụng của động cơ servo

3.1. Ưu nhược điểm

a. Động cơ servo AC

• Ưu điểm: Điều khiển tốc độ tốt, điều khiển trơn tru trên toàn bộ vùng tốc độ, hầu như không dao động, hiệu suất cao hơn 90%, ít nhiệt, điều khiển tốc độ cao, điều khiển vị trí chính xác cao (tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã hóa). Mô-men xoắn, quán tính thấp, tiếng ồn thấp, không có bàn chải mặc, bảo trì miễn phí (đối với môi trường không có bụi, nổ).
• Nhược điểm: Điều khiển phức tạp hơn, các thông số ổ đĩa cần phải điều chỉnh các thông số PID để xác định nhu cầu kết nối nhiều hơn.

b. Động cơ servo DC

• Ưu điểm: Kiểm soát tốc độ chính xác, đặc điểm tốc độ mô-men xoắn rất khó, nguyên tắc điều khiển đơn giản, dễ sử dụng, giá rẻ.
• Nhược điểm: Chổi than cho giới hạn tốc độ, sức đề kháng bổ sung, dẫn đến các hạt mài mòn (môi trường không có bụi không thích hợp)

3.2. Ứng dụng

• Ứng dụng trong ngành điện - điện tử: Máy lắp là thiết bị lắp các linh kiện điện tử ví dụ như các chip LSI lên trên bảng mạch, cần tới tốc độ cao và độ chính xác cao. Các servo AC thỏa mãn yêu cầu này.

Hình 4. Hình ảnh ứng dụng của động cơ servo trong ngành điện – điện tử

• Ứng dụng trong ngành sản xuất thực phẩm, đồ uống: Nhu cầu về quy trình thực phẩm chất lượng cao và an toàn hơn ngày càng tăng, vì vậy, động cơ servo thường được sử dụng như là giải pháp cho nhiều lĩnh vực, ngay cả đối với quy trình thực phẩm.

Hình 5. Hình ảnh ứng dụng của động cơ servo trong ngành sản xuất thực phẩm, đồ uống

•  Ứng dụng trong ngành may mặc, ngành giấy, bao bì: Trong việc điều khiển các máy cuộn vải, giấy, bao bì để cắt hoặc in ấn…

Hình 6. Hình ảnh ứng dụng của động cơ servo trong ngành may mặc, ngành giấy, bao bì

• Ứng dụng về khuôn mẫu đùn trong ngành sản xuất nhựa: khuôn mẫu đùn là thiết bị gia công các bộ phận nhựa. Vật liệu nhựa được ra nhiệt và tan chảy, sau đó được đùn vào trong khuôn để gia công các bộ phận. Các khuôn mẫu thông thường chủ yếu sử dụng điều khiển thủy lực, tuy nhiên ngày này càng có nhiều khuôn mẫu sử dụng hệ thống servo để tiết kiệm điện.

Hình 7. Hình ảnh ứng dụng của động cơ servo trong máy đùn

• Ứng dụng trong điều khiển vận chuyển: Thiết bị vận chuyển là các linh kiện tuyệt đối không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, khi các ngành công nghiệp trở nên tinh vi và tự động hóa. Một trong các ứng dụng điển hình là việc di chuyển các thiết bị trong nhà kho qua hệ thống băng tải. Động cơ servo giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm theo mục đích sử dụng.

Hình 8. Hình ảnh ứng dụng của động cơ servo trong điều khiển vận chuyển

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