Động cơ Servo là gì? Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ servo

04/12/2023 bởi CAS Solution

Bạn đã nghe nhắc tới động cơ servo, nhưng lại chưa hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ này. Servo là một hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vòng kín, nhận tín hiệu và thực hiện một cách nhanh chóng và chính xác theo lệnh từ PLC. Vậy chi tiết chúng được hoạt động như thế nào? Mọi thắc mắc sẽ giải đáp cùng Nam Phương Việt qua bài viết dưới đây.

Động cơ Servo là gì?

Động cơ servo được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghệ ứng dụng về mảng tự động hóa. Thực chất, chúng là một loại động cơ truyền động quay hoặc tuyến tính cung cấp khả năng điều khiển vị trí nhanh chóng cho các hệ thống điều khiển vòng kín.

Động cơ servo là một phần của hệ thống vòng kín, chúng bao gồm một số bộ phận cụ thể là mạch điều khiển, động cơ servo, trục, chiết áp, bộ khuếch đại, bánh răng truyền động và bộ mã hóa hoặc bộ phân giải. Động cơ được điều khiển bằng tín hiệu điện, kỹ thuật số, định lượng chuyển động đại diện cho vị trí cuối cùng của trục.

Cấu tạo động cơ servo

  • Hai cuộn dây là cuộn stato và cuộn roto: Cuộn stato được quấn trên phần đứng yên của động cơ, hay còn gọi là dây cuộn trường động cơ. Dây quấn roto được quấn trên phần quay.
  • Hai ổ trục ở mặt trước và mặt sau để trục chuyển động tự do
  • Bộ mã hóa: Có nhiệm vụ cảm biến.

Phân loại động cơ servo

Dựa vào những yếu tố như nguồn điện, tính chất cơ học, phạm vi hoạt động và cấu tạo của động cơ servo mà ta có thể phân loại như sau:

Động cơ phân loại AC/ DC

Xét về hiệu suất thì 2 động cơ này có sự khác nhau lớn về khả năng kiểm soát tốc độ.

  • Động cơ servo AC: Là loại động cơ cho phép xử lý các dòng điện cao, thường được sử dụng trong máy móc công nghiệp (đặc biệt là máy CNC), máy thủy lực, máy tiện cơ khí,…
  • Động cơ servo DC: Được chia làm 2 loại đó là động cơ 1 chiều có chổi than và động cơ 1 chiều không chổi than. Thường phù hợp cho các ứng dụng dòng điện nhỏ hơn như máy bơm nước, máy nén khí.

SigmaIIFamily 300DPI | Nam Phương Việt

Động cơ servo có chổi than và không có chổi than

Loại động cơ DC có chổi than thường được sử dụng phổ biến. Động cơ DC không chổi than có thể thay thế chổi than vật lý và cổ góp bằng một linh kiện điện tử để đạt được sự chuyển mạch. Và thường sẽ thông qua việc sử dụng cảm biến Hall hoặc encoder.

Ưu điểm của động cơ có chổi than là ít tốn kém hơn và vận hành đơn giản hơn. Còn ưu điểm của động cơ không chổi than là đáng tin cậy hơn. Ngoài ra hiệu suất cao hơn và vận hành ít ồn hơn.

Động cơ servo đồng bộ và không đồng bộ

  • Động cơ servo đồng bộ: Cuộn roto quay cùng tốc độ với từ trường quay của stato.
  • Động cơ servo không đồng bộ: roto quay với tốc độ chậm hơn từ trường quay của stato.

servo yaskawa sigma 5 2 | Nam Phương Việt

Nguyên lý hoạt động của động cơ 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.

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.

servo yaskawa sigma 7 3 | Nam Phương Việt

Những lợi ích khi sử dụng động cơ servo 

  • Trong khoảng tốc độ từ 0 đến tốc độ định mức, Mô-men của động cơ servo là không đổi, do đó servo thường được sử dụng trong một số ứng dụng cần mô-men cao ở tốc độ thấp.
  • Hiệu suất hoạt động cao, được xác định lên tới hơn 90%, ít sinh nhiệt và hầu như không dao động.
  • Tốc độ cao và tần suất làm việc thay đổi nhanh, liên tục.
  • Tốc độ đáp ứng và phản hồi nhanh nhưng lực quán tính thấp (gần như không có quán tính).
  • Hoạt động êm ái, nhẹ và tiết kiệm điện năng. So với động cơ thường, động cơ servo có thể tiết kiệm 5-20% điện năng).
  • Kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, ít bị hư hỏng.

Servo Yaskawa Junma Series | Nam Phương Việt

Ứng dụng của động cơ trong công nghiệp

Trong thời đại tự động hóa ngày càng phát triển hiện nay, động cơ servo đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các ngành công nghiệp máy móc và tự động hóa. Có thể thấy những ứng dụng tiêu biểu sau:

  • Ứng dụng điều khiển robot: Hệ thống AC servo ngày nay được thiết kế hiện đại với nhiều tính năng, kết hợp với khả năng vận hành mạnh mẽ, hoạt động ổn định phù hợp với hầu hết các bộ điều khiển robot.
  • Máy in: Để in sản phẩm đẹp và mang đến chất lượng cao thì tốc độ dài (m/phút) của trục chính phải đồng bộ với tốc độ vật liệu đi vào. Đồng thời chiều dài bao cần in phải chính xác.
  • Hệ thống máy CNC: Với ưu điểm nổi bật là tốc độ phản hồi nhanh, khả năng quá tải lớn và độ chính xác vị trí cao, hệ thống máy AC servo giúp nâng cao hiệu suất cho hệ thống CNC trong công nghiệp.
  • Máy khẩu trang: Điều khiển Servo cũng được ứng dụng là giải pháp điều khiển máy để hỗ trợ sản xuất khẩu trang y tế, sử dụng HMI, PLC và bộ AC Servo giúp tăng năng suất và hiệu quả máy sản xuất khẩu trang.

Trên đây là một số thông tin về động cơ servoNam Phương Việt đã cung cấp tới bạn đọc. Chúng tôi hy vọng bài viết sẽ hữu ích đối với bạn. Liên hệ ngay với chúng tôi khi bạn có bất kỳ thắc mắc nào về các sản phẩm máy móc hằng ngày.

Đánh giá

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Nam Phương Việt được thành lập vào năm 2010 và trong suốt chặng đường 12 năm phát triển đã đạt được nhiều thành công trong các dự án. Nam Phương Việt có nguồn lực mạnh mẽ từ đội ngũ công nhân viên giỏi tay nghề, chuẩn chuyên môn trong ngành.