Động cơ servo là gì? Phân loại và ứng dụng của động cơ servo
Động cơ Servo ( Servo Motor) là gì?
Động cơ Servo hay còn gọi là Servo Motor là loại động cơ điện đặc biệt với khả năng hoạt động cho độ chính xác rất cao so với các loại động cơ điện khác. chính vì vậy mà chúng được sử dụng để làm bộ truyền thông cho các loại máy tự động, máy gia công CNC, robot,...
Điều khiển động cơ servo
Những loại động cơ điện thông thường chỉ có thể kiểm soát và điều khiển tốc độ quay thông qua việc sử dụng biến tần với độ chính xác không cao
Nhưng đối với động cơ Servo khả năng điều khiển và kiểm soát được mở rộng với nhiều phương thức khác nhau và nâng cao về độ chính xác:
- Tốc độ quay (Speed)
- Lực (Torque)
- Vị trí (Position)
Cấu Tạo Của Động Cơ Servo
Động cơ Servo được cấu tạo từ ba thành phần chính:
- Stator bao gồm một cuộn dây được quấn quanh lõi, được cấp nguồn để cung cấp lực cần thiết làm quay rotor
- Rotor được cấu tạo bởi nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh.
- Encoder được gắn sau đuôi động cơ để phản hồi chính xác tốc độ và vị trí của động cơ về bộ điều khiển.
Bộ điều khiển (Servo drive) có nhiệm vụ nhận tín hiệu lệnh điều khiển (xung/analog) từ PLC và truyền lệnh đến động cơ servo để điều khiển động cơ servo hoạt động theo lệnh, đồng thời nhận tín hiệu phản hồi liên tục về vị trí và tốc độ hiện tại của động cơ servo từ encoder.
Nguyên Lý Hoạt Động Của Động Cơ Servo
Giống như tất cả các loại động cơ điện khác, khi có dòng điện chạy qua, các vòng dây sinh ra từ trường. Từ trường của nam châm và vòng dây tác động qua lại gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ.
Lực điện từ khi đạt đến giá trị quy định sẽ khiến rotor quay. Độ lớn của lực điện từ trong trường hợp này phụ thuộc vào những yếu tố: tần số, pha, độ phân cực, dòng điện. Chính sự phụ thuộc đó được những người kỹ sư tận dụng để chế tạo và điều khiển động cơ Servo theo những phương thức được đề cập ở trên
Những thông số như: tốc độ, vị trí,… của động cơ Servo trước và trong quá trình vận hành được encoder ghi nhận, chuyển đổi và gửi đến Servo drive - mạch điều khiển. Mạch điều khiển - Servo drive có chức năng theo dõi, chỉnh sửa các sai lệch để đảm bảo sự chính xác cao nhất khi động cơ Servo hoạt động.
Phân Loại Động Cơ Servo
Trên thị trường hiện nay, động cơ Servo được chia làm hai loại chính:
- Động cơ AC Servo
- Động cơ DC Servo
Động Cơ AC Servo - AC Servo Motor
Động cơ Servo hoạt động dựa trên dòng điện xoay chiều được gọi chung là động cơ AC Servo.
Đặc điểm nổi bật:- Chịu được dòng điện lớn
- Thích hợp với những ứng dụng công nghiệp, ứng dụng trọng tải nặng
- Độ chính xác cao
- Vận hành êm ái
- Quán tính thấp
- Điều khiển phức tạp
- Động cơ AC Servo đồng bộ
- Động cơ AC Servo cảm ứng
Động Cơ DC Servo - DC Servo Motor
Động cơ DC Servo là loại động cơ Servo hoạt động khi được cung cấp nguồn điện một chiều.
Đặc điểm nổi bật:- Thiết kế không cho phép chịu được dòng điện lớn
- Lựa chọn tối ưu cho những ứng dụng vừa và nhỏ
- Giá thành rẻ hơn so với AC Servo
- Cài đặt và điều chỉnh đơn giản - dễ dàng
- Độ chính xác cao
- Tốc độ bị giới hạn
- Tiếng ồn phát sinh trong quá trình hoạt động
- Quán tính cao
- Không thích hợp với những môi trường có nhiều bụi bẩn
- Động cơ DC Servo có chổi than
- Động cơ DC Servo không chổi than
- Động cơ RC Servo nhỏ gọn dùng trong những ứng dụng IOT
Ứng Dụng Của Động Cơ Servo
Với việc đẩy mạnh tự động hóa và phát triển nền công nghiệp 4.0, động cơ Servo ngày càng trở nên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
- Robot công nghiệp: động cơ servo được sử dụng để làm những khớp xoay của cánh tay robot
- Băng chuyền - băng tải: cơ cấu truyền động sử dụng động cơ servo trên băng tải - băng chuyền mang theo hàng hóa, sản phẩm đến chính xác những vị trí mong muốnn
- Công nghệ lấy nét tự động: ống kính máy ảnh tự động điều chỉnh tiêu cư để lấy nét thông qua một động cơ servo lắp đặt bên trong.
- Xe điều khiển trong quân sự, nghiên cứu: động cơ servo lắp đặt và điều khiển các bánh xe. Chúng cung cấp momen xoắn vừa đủ để xe có di chuyển, dừng, tăng tốc, vượt địa hình.