20/04/2024 - 14:53 PM
Servo motor 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. Bộ servo bao gồm 1 bộ điều khiển servo (servo drive), 1 động cơ servo và 1 encoder để phản hồi tín hiệu từ động cơ về bộ điều khiển. 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 kỳ nhanh (đáp ứng ở ms).
Servo motor được chia làm 2 loại: AC Servo và DC Servo motor. Tùy thuộc vào điện áp, yêu cầu kỹ thuật và ứng dụng, người dùng có thể chọn loại Servo tương ứng.
I. Hệ thống AC Servo
AC Servo motor có độ chính xác cao, đáp ứng cho các ứng dụng phức tạp, thường được sử dụng trong máy móc công nghiệp, hệ thống tự động hóa và robot công nghiệp.
1/ Cấu tạo AC Servo motor
Cấu tạo của AC servo motor bao gồm 3 bộ phận: 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 làm quay rotor.
• Rotor được cấu tạo bởi nam châm vĩnh cửu.
• Encoder được gắn sau đuôi động cơ để phản hồi chính xác tốc độ và vị trí của động cơ về bộ điều khiển.
2/ AC Servo driver
Bộ điều khiển AC Servo Driver, còn được gọi là Servo Drive, là một thành phần quan trọng trong hệ thống động cơ servo AC. Nhiệm vụ chính của nó là điều khiển Servo motor theo tín hiệu lệnh điều khiển và thông tin phản hồi từ liên tục về vị trí, tốc độ của động cơ servo từ encoder.
Các chức năng chính của Servo Drive bao gồm:
• Chuyển đổi tín hiệu điều khiển: Servo Drive nhận và xử lý tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển.
• Xử lý thông tin phản hồi: Servo Drive sẽ nhận thông tin từ cảm biến phản hồi, thường là encoder, để theo dõi vị trí và tốc độ thực tế của động cơ.
• Tính toán và điều chỉnh điện áp: Dựa trên thông tin điều khiển và phản hồi, Servo Drive sẽ tính toán và điều chỉnh điện áp đến động cơ để duy trì vị trí và tốc độ mong muốn.
• Bảo vệ và kiểm soát: Servo Drive thường có các tính năng bảo vệ như bảo vệ quá dòng, quá điện áp, và các tính năng kiểm soát như chế độ vận hành, chế độ định vị trí, và các chế độ điều khiển khác.
• Giao tiếp: Nhiều Servo Drive hỗ trợ giao tiếp với các hệ thống khác thông qua các giao thức như Modbus, CANopen, EtherCAT, và Profibus.
3/ Nguyên lý hoạt động của AC Servo
AC Servo là một hệ thống điều khiển vòng kín, hoạt động theo nguyên tắc PWM (Điều chế độ rộng xung), sử dụng thông tin phản hồi vị trí nhằm điều khiển các chuyển động. Về nguyên tắc, động cơ servo là một thiết bị độc lập. Tuy nhiên động cơ servo chỉ hoạt động khi có bộ điều khiển phù hợp.
Khi Servo Motor hoạt động, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về Servo Driver này thông qua Encoder. Từ tín hiệu phản hồi về, Servo driver 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.
Nhờ có Encoder và bộ khuếch đại, thông tin nhận được về phản lực sẽ lập tức được truyền đi và xử lý, sau đó tăng thêm tần số cho động cơ hoạt động mạnh hơn, việc này dường như không có độ trễ. Việc này được gọi là điều khiển hồi tiếp, giúp cho các AC Servo Motor có thể tự động điều khiển chính xác.
4/ Tiện ích khi sử dụng AC Servo
• Điều khiển tốc độ, vị trí và mo-men cực kì chính xác.
• Tốc độ đáp ứng và phản hồi nhanh, quán tính thấp.
• Hiệu suất hoạt động cao, ít sinh nhiệt.
• Tốc độ cao và tần suất làm việc thay đổi nhanh, liên tục.
• Hoạt động êm ái, nhẹ, tiết kiệm điện năng
II. AC Servo motor và những ứng dụng thực tế
_ Ứng dụng servo delta trong lĩnh vực robot công nghiệp.
_ Hệ thống máy cnc, máy cắt, máy khoan lỗ,…
_ Hệ thống điều khiển động cơ servo trong hệ thống dao cắt bay, cắt quay.
_ Hệ thống điều khiển máy cắt bao bì, đóng gói sản phẩm, máy đóng nắp, máy in công nghiệp, các ứng dụng liên quan thu xả cuộn,…
_ Hệ thống máy móc ngành may: máy may công nghiệp, máy se sợi, máy dệt,…
Một số lựa chọn tham khảo giữa Delta servo motor và driver đang bán chạy tại Etec.
