1. Động cơ servo được hiểu đơn giản là gì?
Động cơ servo là một hệ thống điều khiển độc lập, bao gồm các bộ phận chính như mạch điều khiển, động cơ, trục, chiết áp, bánh răng, bộ khuếch đại và bộ mã hóa hay còn được gọi là bộ phân giải. Hệ thống này cho pháp điều khiển chính xác vị trí, tốc độ và mô-men xoắn của trục động cơ.
Điểm khác biệt chính giữa động cơ servo và động cơ thông thường là khả năng phản hồi vị trí và điều khiển vòng kín. Nhờ đó, động cơ servo có thể di chuyển đến vị trí mong muốn với độ chính xác cao, giảm thiểu sai số và tăng hiệu quả hoạt động.
Động cơ servo
2. Mục đích của động cơ servo
Động cơ servo, hay còn gọi là "servo", là thiết bị điện tử kết hợp với bộ truyền động quay hoặc tuyến tính, giúp điều khiển chuyển động của các bộ phận máy móc một cách chính xác. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống cần định vị góc, vị trí tuyến tính, cũng như kiểm soát tốc độ và gia tốc cụ thể. Các công ty sử dụng nhiều động cơ servo vì chúng nhỏ gọn và mạnh mẽ, mặc dù có những động cơ servo có kích thước lớn nhưng chúng tạo ra lượng điện năng khá lớn và được biết đến là cực kỳ tiết kiệm năng lượng. Hầu hết các doanh nghiệp sử dụng servo là các doanh nghiệp sản xuất cần chúng để định vị các bề mặt điều khiển và xoay các vật thể ở các góc và khoảng cách chính xác.
3. Phân loại động cơ servo
3.1. Động cơ servo AC
Hiện nay, Động cơ servo AC được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp ở một số ứng dụng cần thiết điều khiển vị trí như robot, máy công cụ, thiết bị bán dẫn,..Loại động cơ servo này hoạt động bằng nguồn điện xoay chiều, động cơ servo AC được phân loại thành hai loại, dựa trên cấu trúc và hoạt động của chúng là động cơ servo AC loại cảm ứng và động cơ servo AC loại đồng bộ.
Nguyên lý hoạt động của động cơ servo AC
Động cơ servo AC sử dụng sự phối hợp nhịp nhàng giữa các bộ phận để điều khiển chuyển động chính xác. Dòng điện xoay chiều tạo ra từ trường quay trong stato, tác động lên rôto để tạo ra chuyển động. Hệ thống phản hồi theo dõi vị trí, tốc độ và mô-men xoắn, giúp hệ thống điều khiển điều chỉnh hoạt động động cơ thông qua bộ khuếch đại công suất. Quá trình vận hành vòng kín liên tục giám sát và điều chỉnh hiệu suất, đảm bảo chuyển động chính xác theo thời gian thực.
Ưu điểm của động cơ servo AC
- Động cơ servo có khả năng thích ứng với điều kiện vận hành tốc độ cao và phát triển mô-men xoắn cao.
- Hoạt động êm ái, ổn định và ít gây tiếng ồn
- Yêu cầu bảo trì ít hơn
- Trọng lượng tương đối nhẹ, kích thước nhỏ
- Không có vấn đề về nhiễu điện tử (tần số vô tuyến)
Nhược điểm
-
Cung cấp đầu ra thấp, thường khoảng 0.5W đến 100W
-
Hoạt động kém hiệu quả với hiệu suất của chúng thường dao động từ 5% đến 20%
-
Chỉ phù hợp cho các ứng dụng năng lượng thấp
3.2. Động cơ servo DC
Động cơ servo DC là một bộ truyền động quay được thiết kế để mang lại khả năng điều khiển chính xác đối với vị trí, vận tốc và gia tốc góc hoặc tuyến tính. Chúng được sử dụng rộng rãi trong chế tạo robot, tự động hóa và nhiều loại hệ thống điều khiển, bao gồm cả những hệ thống được tìm thấy trong máy móc công nghiệp, ứng dụng hàng không vũ trụ và thậm chí cả trong điện tử tiêu dùng. Về cốt lõi, động cơ servo DC bao gồm động cơ DC, hệ thống phản hồi, bộ điều khiển và bộ khuếch đại cảm biến lỗi. Cơ chế phản hồi, thường là bộ mã hóa hoặc bộ phân giải, liên tục điều chỉnh đầu ra để đáp ứng với các điều kiện thay đổi, từ đó đảm bảo động cơ tuân theo chính xác đầu vào điều khiển.
Nguyên lý hoạt động của động cơ servo DC
Hoạt động của động cơ servo DC dựa trên nguyên tắc phản hồi và sửa lỗi. Khi hệ thống nhận được tín hiệu lệnh, động cơ bắt đầu di chuyển và tạo ra phản hồi vị trí. Tín hiệu phản hồi này được so sánh với tín hiệu lệnh. Nếu tìm thấy bất kỳ sự khác biệt nào giữa hai tín hiệu này (được gọi là lỗi), bộ điều khiển sẽ tạo tín hiệu sửa lỗi. Tín hiệu này được khuếch đại bởi bộ khuếch đại cảm biến lỗi, hướng dẫn động cơ điều chỉnh vị trí, tốc độ hoặc gia tốc để phù hợp với lệnh đầu vào.
Ưu điểm của động cơ servo DC
- Công suất đầu ra tương đối cao
- Hoạt động với hiệu suất cao
- Phù hợp cho các ứng dụng công suất cao
Nhược điểm
- Nặng và có kích thước lớn
- Hoạt động kém ổn định và ồn ào
- Khả năng thích ứng với điều kiện làm việc tốc độ hạn chế
- Phát triển mô-men xoắn giới hạn
- Sự hiện diện của chổi than gây ra nhiễu điện tử (tần số vô tuyến)
4. Thuận lợi và hạn chế của động cơ servo
Thuận lợi
Động cơ servo tạo ra công suất đầu ra cao, tạo ra năng lượng khá lớn.
Điểm đặc biệt của động cơ servo là đảm bảo độ chính xác, chúng đạt được độ chính xác nhờ một động cơ quay chuyển tiếp tín hiệu trở lại bị trí, độ chính xác của bộ mã hóa đảm bảo công việc không bị gián đoạn do những lỗi không mong muốn.
Động cơ servo có thể tăng tốc độ tải nhờ tỷ số mô-men xoắn cao, chúng nhận được mô-men xoắn tăng lên từ việc sử dụng hộp số cùng với động cơ để mang lại tốc độ đáng tin cậy.
Một chi tiết tuyệt vời về động cơ servo là chúng sử dụng nhiều năng lượng nhất có thể, có nghĩa là chúng không sử dụng thêm bất kỳ năng lượng nào, cho phép sử dụng năng lượng và mô-men xoắn hiệu quả trong thời gian ngắn hơn.
Hạn chế
- Bộ điều khiển phức tạp, việc điều khiển động cơ có thể là một thách thức với nhiều người.
- Động cơ có thể dễ bị hư hỏng hơn do quá tải vì mô-men xoắn cực đại chỉ bị giới hạn ở một phần trăm chu kỳ làm việc.
- Việc lắp đặt hệ thống động cơ servo có thể sẽ tốn kém hơn so với động cơ thông thường, nếu nhiệm vụ cường độ cao, độ chính xác cao, động cơ servo sẽ là lựa chọn tốt.
5. Ứng dụng của động cơ servo
Sản xuất công nghiệp
Các nhà sản xuất đang tích cực phát triển các giải pháp robot để giảm nguy cơ xảy ra lỗi của con người và giúp tăng tốc quy trình. Chúng bao gồm các cánh tay yêu cầu chuyển động chính xác và định vị góc để hàn hoặc di chuyển vật liệu ở khoảng cách ngắn cho đến robot gắp và đặt có thể vận chuyển hàng hóa. Chúng đều được sử dụng động servo để điều khiển chuyển động hoặc quay trong môi trường có thể cực kỳ nguy hiểm. Độ chính xác và động cơ servo là những yếu tố chính trong máy chế tạo uốn cong hoặc cắt các tấm kim loại hoặc những bộ phận đòi hỏi công suất và tốc độ cực cao để thao tác. Động cơ servo cũng được tìm thấy trong các bộ phận của hệ thống băng tải phổ biến trong đóng chai, đóng gói, dệt may và in ấn.
>>Xem thêm về các loại súng vặn vít sudong
Robot
Ở thời điểm hiện tại và cả trong tương lai, robot chính là xu hướng thị hành với các ứng dụng thực tế của chúng. Gần như tất cả các thiết kế robot đều sử dụng động cơ servo vì kích thước mật độ lực và độ chính xác hiệu quả và có thể thay đổi. Các ứng dụng robot này có thể được trải dài từ việc kiểm soát, khởi động cho đến các khớp nối của cánh tay robot.
Máy ảnh, kính thiên văn và ăng ten
Động cơ servo thường đóng vai trò quan trọng trong việc tập trung thiets bị được sử dụng để thực hiện tìm kiếm tín hiệu vô tuyến, chụp ảnh thiên hà cách nhiều năm ánh sáng hay chủ thể trong studio.
Động cơ servo đang dần được ứng dụng rộng rãi mang lại nhiều lợi ích cho cuộc sống của con người, trên đây chỉ là những ứng dụng, lĩnh vực sử dụng động cơ servo nhiều nhất còn có rất nhiều lĩnh vực được sử dụng động cơ khác nữa.
Cảm ơn bạn đã xem hết những chia sẻ của chúng tôi, qua bài viết này, chúng tôi hy vọng bạn sẽ có thêm những thông tin và hiểu rõ hơn về động cơ servo.
MỌI THÔNG TIN XIN LIÊN HỆ
CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI HTV VIỆT NAM
Chuyên cung cấp các máy móc, thiết bị và robot tự động hóa trong các nhà máy sản xuất lĩnh vực công nghiệp điện tử, công nghiệp phụ trợ và tự động hóa.
🏭Địa chỉ: Tuyến số 2, khu công nghiệp Lai Xá, Kim Chung, Hoài Đức, Hà Nội
☎︎Hotline: 024 8588 3625 Email: infor@gmail.com
🌐Website: htvtools.com, robotcongnghiep.com.vn, pogopin.com.vn
Hotline
Zalo
Youtube
Facebook
Messenger