SO SÁNH SỰ KHÁC NHAU GIỮA ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ ĐỘNG CƠ SERVO

1. Định nghĩa động cơ bước (STEP) và động cơ SERVO

Động cơ bước và động cơ servo là hai loại động cơ thông dụng nhất được ứng dụng nhiều trong máy móc, thiết bị phục vụ công nghiệp sản xuất, chế biến,…mang lại hiệu quả cao, dễ sử dụng. Chi tiết khái niệm 2 loại động cơ như sau:

Động cơ bước thường sử dụng động cơ không tiếp xúc trượt có từ 50 -100 điểm cực còn động cơ servo điển hình chỉ có từ 4-12 điểm cực. Động cơ bước (STEP) không cần mã hóa, vì chúng có thể di chuyển chính xác tới các vị trí của gần 100 điểm cực từ trong động cơ.

Nhưng động cơ SERVO thì khác, tuy chỉ có 4-12 điểm cực, nhưng chúng cần phải được mã hóa để xác định chính xác vị trí các điểm cực. Động cơ bước hiểu đơn giản là di chuyển từng bước, trong khi động cơ servo vận hành bằng việc đọc các dữ liệu từ các tín hiệu khác nhau của các bộ mã hóa động cơ và vị trí được điều khiển, nó cũng điều chỉnh dòng điện sơ cấp đến vị trí được yêu cầu.

Động cơ bước thì điều khiển các bước bằng cách cấp xung điện vào các cuộn dây, tùy theo cấu tạo mà động cơ bước có góc quay 1 xung khác nhau. Điển hình là loại động cơ bước 1,8 độ / 1 bước,... quay hết 1 vòng 360 độ thì cần 200 bước (gọi là FULL STEP), động cơ bước có thể điều khiển ở các chế độ khác như half step (nửa bước 0,9 độ), micro step (cấp độ nhỏ hơn nữa) và cần nhiều hơn 400 xung ... càng ở chế độ nhiều xung thì động cơ quay càng mịn (không bị giật giật (bước), các động cơ bước không có chổi than, roto được làm từ các cặp cực nam châm vĩnh cửu nên về lý thuyết rất bền theo thời gian khi hoạt động đúng thông số ! Động cơ servo là loại động cơ bình thường (động cơ DC có chổi than) , động cơ AC (1 pha , 3 pha ...v.v) có gắn thêm encoder. Động cơ DC + encoder = Servo DC , động cơ AC + encoder = Servo AC.  

2. So sánh sự khác nhau giữa động cơ bước và động cơ servo

Động cơ bước và động cơ servo là hai loại động cơ thông dụng để điều khiển chính xác góc quay, thường sử dụng cho các máy cnc, máy cắt plasma cnc, máy cắt laser fiber.... Bài viết này sẽ so sánh sự khác nhau giữa động cơ bước và động cơ servo.

Động cơ bước

Động cơ bước có ưu điểm:

• Động cơ bước có thể điều khiển chính xác góc quay.
• So với động cơ servo thì động cơ bước có giá thành thấp hơn nhiều
• Động cơ bước hoạt động ổn định, bền bỉ, tuổi thọ lâu dài
• Động cơ bước có thể dễ dàng lắp đặt, thay thế
• Động cơ bước có khả năng cung cấp mô men xoắn lớn ở dải vận tốc trung bình và thấp

Động cơ bước có nhược điểm:

• Về cơ bản dòng từ driver tới cuộn dây động cơ không thể tăng hoặc giảm trong lúc hoạt động. Do đó, nếu bị quá tải động cơ sẽ bị trượt bước gây sai lệch trong điều khiển.
• Đông cơ bước gây ra nhiều nhiễu và rung động hơn động cơ servo.
• Động cơ bước không thích hợp cho các ứng dụng cần tốc độ cao.

Động cơ servo

Động cơ servo có Ưu điểm:

• Nếu tải đặt vào động cơ tăng, bộ điều khiển sẽ tăng dòng tới cuộn dây động cơ giúp tiếp tục quay. Tránh hiện tượng trượt bước như trong động cơ bước.
• Có thể hoạt động ở tốc độ cao.

Động cơ servo có nhược điểm:

• Đông cơ servo hoạt động không trùng khớp với lệnh điều khiển bằng động cơ bước.
• Động cơ servo có giá thành cao hơn động cơ bước.
• Khi dừng lại, động cơ servo thường dao động tại vị trí dừng gây rung lắc.

Cả hai loại động cơ có những ưu khuyết điểm riêng. Việc lựa chọn loại động cơ nào là tùy thuộc vào từng ứng dụng cụ thể.

3. Ưu nhược điểm của động cơ bước (STEP) và động cơ SERVO

Động cơ Servo là loại động cơ vòng kín, kiểm soát bằng encoder ( từ vị trí của encoder ( xung ) so với điểm gốc ban đầu ta có thể biết được động cơ đang ở góc quay nào hoặc muốn động cơ quay 1 góc quay nào đó ta đếm số xung encoder và dừng động cơ đúng điểm cần thiết. Động cơ Servo nhờ sự phản hồi của encoder, điều khiển vòng kín có điều kiện nên có độ chính xác cao hơn, lấy ví dụ với encoder 1000 xung thì động cơ servo có thể chính xác tới 360/1000 = 0,36 độ . Với encoder 5000 xung ... thì 360/5000 = 0,072 độ . Do sử dụng bằng cách đếm xung để điều khiển vị trí nên gặp trường hợp bị trượt lực ( moto bị trượt ) sẽ vẫn có kết quả chính xác ở vị trí cần thiết khác hoàn toàn với moto bước . Motor bước khi bị trượt lực sẽ cho vị trí không chính xác ( do bị mất bước ) ( VD : cấp 200 xung để quay hết 1 vòng nhưng do tải quả nặng, bị kẹt nên cấp 200 xung mà vẫn chưa quay hết 1 vòng ). Một số động cơ servo được thiết kế sao cho có thể chịu đựng được các tín hiệu điều khiển ở tần số rất và có khả năng chịu được được những yêu cầu tăng tốc bất ngờ từ bộ điều khiển (có thể tạo ra các xung điện hài bậc cao). Những động cơ như thế này thường được cải tiến về phần cơ để có tuổi thọ cao và có thể chống lại được sự hao mòn do ma sát trên ổ bi bạc đạn cũng như trên chổi than (đôi với DC).

Điều khiển, xử lý servo sẽ khó khăn hơn rất nhiều so với Moto Stepper , các driver servo đòi hỏi công suất cao hơn, có mô men yếu hơn, servo DC thì kém bền do phải sử dụng chổi than phải bảo dưỡng định kỳ . Stepper bền theo thời gian, không có chổi than, kích thước nhỏ gọn nhưng lại có mô men lực lớn nên ít phải bảo dưỡng hay hỏng hóc.

Trên đây, Etec đã tổng hợp những thông tin tổng quan về động cơ bước và động cơ servo.

Chúng tôi hi vọng bài viết này có thể giúp bạn có cái nhìn tổng quan nhất khi bắt đầu tìm hiểu về sự khách nhau giữa động cơ bước và động cơ servo, mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng để lại bình luận phía dưới hoặc liên hệ trực tiếp với chúng tôi.  

Nếu các bạn muốn biết thêm về động cơ bước và động cơ servo có thể tham khảo thêm tại website của chúng tôi: https://etecvn.com/ 

Xin cảm ơn!

Từ khóa: so sánh động cơ bước và động cơ servo, nguyên lý điều khiển động cơ bước, động cơ bước và động cơ servo, động cơ bước, động cơ servo,