Motor Servo

Động cơ servo (motor servo)  là một thành phần trong hệ thống servo. Động cơ servo nhận tín hiệu từ bộ điều khiển và cung cấp lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy móc khi vận hành với tốc độ và độ chính xác cực kỳ cao.

Phân loại Motor servo

Động cơ servo được chia thành 2 loại: động cơ servo AC, động cơ servo DC.  

- Động cơ servo AC: có thể xử lý các dòng điện cao hơn và có xu hướng được sử dụng trong máy móc công nghiệp.  

Các điểm vượt trội:

+ Độ chính xác cao  

+ Vận hành êm ái  

+ Chịu được dòng điện lớn  

+ Quán tính thấp  

+ Điều khiển phức tạp  

+ Phù hợp với những ứng dụng công nghiệp, ứng dụng trọng tải nặng

- Động cơ DC servo:    không được thiết kế cho các dòng điện cao và thường phù hợp hơn cho các ứng dụng nhỏ hơn.  

Các điểm vượt trội :  

+ Cài đặt và điều chỉnh đơn giản - dễ dàng  

+ Độ chính xác cao  

+ Quán tính cao  

+ Thiết kế không cho phép chịu được dòng điện lớn  

+ Tốc độ bị giới hạn  

+ Lựa chọn tối ưu cho những ứng dụng vừa và nhỏ  

+ Không thích hợp với những môi trường có nhiều bụi bẩn  

+ Tiếng ồn phát sinh trong quá trình hoạt động  

Cấu tạo chính động cơ servo

Cấu tạo của motor servo bao gồm 3 phần chính là: stator, rotor (thường là loại nam châm vĩnh cửu) và encoder.  

- 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 motor servo

Về nguyên tắc, động cơ servo là một thiết bị độc lập. Tuy nhiên động cơ servo chỉ có ý nghĩa thực tiễn khi hoạt động trong hệ thống servo.

Chế độ hoạt động servo được hình thành bởi những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Động cơ servo nhận một tín hiệu xung điện (PWM) từ bộ điều khiển để hoạt động và được kiểm soát bằng bộ mã hóa (encoder).  

Khi động cơ vận hành thì vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này thông qua bộ mã hóa (encoder). Khi đó bất kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động và làm sai lệch tốc độ cũng như vị trí mong muốn, cơ cấu hồi tiếp sẽ phản hồi tín hiệu về bộ điều khiển. Từ tín hiệu phản hồi về, bộ điều khiển servo sẽ so sánh với tín hiệu lệnh và đưa ra điều chỉnh phù hợp, đảm bảo động cơ servo hoạt động đúng theo yêu cầu đạt được tốc độ và vị trí chính xác nhất.

Ứng dụng thực tế của bộng cơ servo  

Động cơ servo có tốc độ cao và tần suất làm việc thay đổi nhanh, liên tục. Motor servo hoạt động êm ái, nhẹ, tiết kiệm điện năng, khả năng điều khiển tốc độ, vị trí và mo-men cực kì chính xác được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chủ yếu là các hoạt động sản xuất công nghiệp như:  

Băng chuyền - băng tải: cơ cấu truyền động sử dụng servo motor mang theo hàng hóa, sản phẩm đến chính xác những vị trí mong muốn.

Xy lanh điện : Động cơ servo đóng vai trò truyền động để xy lanh điện hoạt động.  

Xe điều khiển: Dùng để điều khiển các bánh xe. Chúng cung cấp momen xoắn vừa đủ để xe có di chuyển, dừng, tăng tốc, vượt địa hình.  

Máy ảnh - máy quay phim: ống kính tự động điều chỉnh tiêu cư để lấy nét nhờ hoạt động của Servo Motor lắp bên trong.  

Trong máy bay : điều khiển vị trí và chuyển động của thang máy.  

Trong ô tô:  duy trì tốc độ của xe …  

Trong ngành hàng không vũ trụ : duy trì chất lỏng thủy lực trong hệ thống thủy lực.  

Cánh tay robot công nghiệp: Servo Motor đảm nhận nhiệm vụ khớp xoay.  

Pin năng lượng mặt trời: Có thể tự động điều chỉnh hướng và góc theo vị trí của mặt trời để nhận được nhiều ánh sáng nhất.  

Máy tiện, máy phay, máy khắc, máy gia công: Servo Motor được lắp đặt trên các trục di chuyển.  

Radar, Angten: Servo Motor di chuyển angten, radar đến vị trí mà người sử dụng mong muốn  

Máy in, máy photo, scan: Công nghệ động cơ servo đươc sử dụng để di chuyển các bộ phân in, quét.  

Cửa ra vào đóng mở tự động: sự chính xác về vị trí của servo motor được ứng dụng trong trường hợp này.  

Các loại máy sản xuất tự động: máy vặn nắp chai, máy đóng gói, …