Khi nhắc đến Servo nhiều người thường nghĩ là động cơ Servo, nhưng chỉ mỗi động cơ thôi thì chưa đủ, thực ra servo là một hệ thống bao gồm Servo motor và Servo Driver. Bài viết này mình xin giới thiệu với các bạn hệ thống Servo là gì ? Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng của hệ thống servo.
Bạn đang đọc: Servo là gì? Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động, Ứng dụng của hệ thống servo
Có thể bạn quan tâm
Lỗi biến tần Scheneider, nguyên nhân và cách khắc phục cụ thể từng lỗi…
Cài biến tần Siemens với những tham số cơ bản, thông dụng
Mã lỗi biến tần Siemens nguyên nhân chẩn đoán và biện pháp khắc phục
Giới thiệu PLC S7-1200. Những kiến thức và các loại CPU cơ bản
Màn hình HMI là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, thông số cơ bản
- Hệ thống Servo là gì?
Tìm hiểu thêm: Học PowerPoint – Bài 27: Cách sử dụng Slide Master – sentayho.com.vn
>>>>>Xem thêm: Thổ sinh Kim và ứng dụng ngũ hành trong đời sống
Servo là gì? 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 bộ điều khiển ( có thể là PLC hoặc các bộ mạch phát xung điều khiển …). Hệ thống servo bao gồm, động cơ servo (Motor Servo) trong động cơ Servo được tích hợp encoder để phản hồi tín hiệu từ động cơ về bộ điều khiển, bộ điều khiển servo (servo drive). Hệ thống Servo được sử dụng để điều khiển vị trí chính xác, điều chỉnh mô-men phù hợp với các ứng dụng khác nhau và thay đổi tốc độ cực nhanh.
2. Động cơ Servo là gì?
Động cơ Servo là gì? Là một loại động cơ điện cung cấp lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy móc khi vận hành động cơ servo được tích hợp cảm biến vị trí Encoder để phản hồi tín hiệu vị trí chính xác.
Động cơ servo được chia thành 2 loại: 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.
Cấu tạo của động cơ servo là gì?
- DC Servo là gì ?
Tìm hiểu thêm: Học PowerPoint – Bài 27: Cách sử dụng Slide Master – sentayho.com.vn
>>>>>Xem thêm: Thổ sinh Kim và ứng dụng ngũ hành trong đời sống
Động cơ DC Servo được chia làm 2 loại: động cơ 1 chiều có chổi than và động cơ 1 chiều không chổi than.
DC Servo có chổi than là gì ? Rotor, Stator, chổi than và cuộn cảm lõi.
+ Ưu điểm của DC Servo chổi than là gì?
dễ điều khiển, giá thành tương đối rẻ, kiểm soát tốc độ chính xác, đặc điểm tốc độ mo-men xoắn rất khó.
+ Nhược điểm DC Servo chổi than là gì?
Gây ra tiếng ồn, nhiệt độ cao, có quán tính cao khi vận hành. Chổi than cho giới hạn tốc độ, môi trường không có bụi không thích hợp. Vì thế để khắc phục, người ta thường sử dụng động cơ DC Servo không chổi than
DC Servo không chổi than là gì ?
Cấu tạo tương tự như động cơ có chổi than. Chỉ khác ở chỗ các cuộn pha lắp ở Rotor là động cơ vĩnh cữu.
- AC Servo là gì ?
Tìm hiểu thêm: Học PowerPoint – Bài 27: Cách sử dụng Slide Master – sentayho.com.vn
>>>>>Xem thêm: Thổ sinh Kim và ứng dụng ngũ hành trong đời sống
Rotor của AC Servo là gì?
Là một nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh.
Stator của AC Servo là gì?
Là một cuộn dây được cuốn riêng biệt, được cấp nguồn để làm quay Rotor.
Về cấu tạo cơ bản thì động cơ servo là dạng động cơ đồng bộ 3 pha dùng nam châm vĩnh cửu. Động cơ servo sẽ được tích hợp encoder độ phân giải lớn để giúp quá trình điều khiển chính xác. Để điều khiển motor này thì mỗi hãng sẽ tích hợp riêng driver cho động cơ của mình. Tùy mỗi ứng dụng thì động cơ AC servo thường có 3 chế độ điều khiển chính là tốc độ, vị trí và torque( momen), ở mỗi chế độ khác nhau thì chúng ta cần cài đặt tùy theo thông số của ứng dụng và tải.
Vì cấu tạo tương đối đặc biệt nên thường khi động cơ servo bị hư hỏng thường rất khó sửa chữa cũng như quấn lại. Bởi vì khi quấn lại không đúng thông số giống như nhà sản xuất thì rất khó điều khiển do không tương thích. Thường động cơ servo hãng nào chỉ sử dụng loại driver đúng hãng đó thì mới có thể điều khiển được.
Lưu ý trong một thời điểm ac servo chỉ chạy được một chế độ, một số loại servo mới hiện nay như servo Yaskawa, Mitsubishi, Delta, Panasonic… thì có thể chuyển đổi giữa các mode điều khiển trong quá trình hoạt động. Ngoài ra khi sử dụng motor servo thì bắt buộc phải dùng driver của đúng hãng đó thì mới có khả năng hoạt động chính xác được.
Encoder của động cơ Servo là gì?
Một trong những thành phần cũng tương đối quan trọng của động cơ servo đó chính là cảm biến hồi tiếp tốc độ hay còn gọi là encoder. Lưu ý có một số hãng thay vì dùng encoder thì dùng resolver, tuy nhiên về tính năng cũng là hồi tiếp tốc độ quay. Đặc trưng cho độ chính xác của động cơ servo đó chính là độ phân giải của encoder.
Ví dụ như động cơ ac servo có độ phân giải encoder là 2000 xung/ vòng thì bạn có thể điều khiển motor mỗi bước quay 1/2000 vòng.
Khi sử dụng động cơ ac servo ta cần quan tâm tới độ phân giải của encoder vì nó sẽ ảnh hưởng đến sai số của máy móc. Độ phần giải đối với servo hiện nay dao động từ 2000 cho đến 2^17 hoặc 2^20 xung trên một vòng, khi độ phân giải encoder quá cao thì các bạn nên quan tâm tới hộp số điện tử khi điều khiển motor servo.
Tuy nhiên trên thực tế ứng dụng vào máy móc thì thường các bạn chỉ cần độ phân giải khoảng 10,000 xung trên vòng trở xuống là đảm bảo, độ phân giải quá cao cũng có thể gây khó khăn cho bạn bởi tốc độ phát xung trên plc dòng cơ bản cũng chỉ từ khoảng 100khz trở xuống.
Đối với một số dòng servo cũ thì tín hiệu encoder sẽ được nối trực tiếp với driver, một số dòng servo mới sau này encoder có độ phân giải rất cao nên thường được tích hợp board mạch để chuyển đổi dạng tín hiệu này thành truyền thông để gửi vị trí encoder cho driver. Chính vì vậy đối với một số động cơ servo các bạn thường rất khó tận dụng động cơ để làm encoder.
Đặc điểm kỹ thuật khác của động cơ AC Servo là gì ?
Mỗi loại động cơ AC servo đều được nhà sản xuất cung cấp tài liệu hướng dẫn sử dụng cũng như thông số kỹ thuật. Khi chọn động cơ servo các bạn nên quan tâm tới một số thông số như sau:
- Motor có thắng cơ hay không ? motor có thắng thường sử dụng trong một số trường hợp trục Z của máy CNC để tránh tình trạng khi máy đang chạy lỡ có bị mất điện thì trục chính không bị rớt xuống phôi. Nếu không rơi vào trường hợp này thì bạn không nên chọn thắng vì bản thân motor đã có tích hợp thắng điện không cần phải chọn thêm thắng cơ sẽ làm giá thành motor tăng thêm.
- Cốt motor là loại trơn hay có rãnh then? rãnh then dùng để gắn thêm chốt để có thể siết chặt vào khớp nối hay hộp số. Đối với một số loại công suất nhỏ thì thường chỉ cần cốt trơn là được.
- Tiêu chuẩn chống dầu của motor là bao nhiêu? đối với một số ứng dụng motor sẽ hoạt động trong môi trường có dầu nhớt công nghiệp nên các bạn phải chọn loại motor có thêm tiêu chuẩn bảo vệ này để tăng độ bền cho motor.
- Ngoài ra thì các bạn cũng phải quan tâm tới kích thước cốt và mặt bích của động cơ để thuận tiện cho việc tính toán gá lắp về cơ khí.
Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo là gì?
Về nguyên lý, động cơ servo là một động cơ điện độc lập hoạt động theo nguyên lý điện từ. 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.
3. Drive Servo là gì?
Tìm hiểu thêm: Học PowerPoint – Bài 27: Cách sử dụng Slide Master – sentayho.com.vn
>>>>>Xem thêm: Thổ sinh Kim và ứng dụng ngũ hành trong đời sống
Drive Servo là gì? Là một bộ phận quan trọng trong hệ thống Servo có thể xem nó là bộ não của hệ thống servo.
Drive servo có nhiệm vụ nhận tín hiệu lệnh điều khiển (xung) 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. 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.
Ứng dụng của hệ thống Servo
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay đòi hỏi máy móc thiết bị trong các dây chuyền sản xuất phải đáp ứng được các yếu tố về tốc độ, độ chính xác cao, đáp ứng được momen thì hệ thống Servo đáp ứng tốt tất cả các yếu tố trên. Hệ thống Servo thường được ứng dụng trong các lĩnh vực 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.
- Hệ thống căn chỉnh ống in trong các máy in offset: Hệ thống Servo điều khiển chính xác vị trí các ống in
- 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.
- Xe điều khiển: Servo Motor điều khiển các bánh xe. Chúng cung cấp momen xoắn vừa đủ để xe có di chuyển, dừng, tăng tốc, vượt địa hình.
- Cánh tay robot công nghiệp: Servo Motor đảm nhận nhiệm vụ khớp xoay.
- Máy tiện, máy phay, máy khắc, máy gia công chính xác…: 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 Servo Motor 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
via GIPHY
