Servo là gì?

Động cơ servo hay còn gọi là servo motor, nó là một thiết bị tự động có cảm biến phản hồi để điều chỉnh hoạt động. Servo là một bộ phận của hệ thống điều khiển, cung cấp lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy móc khi vận hành.

Chúng có nhiệm vụ là đầu tàu cung cấp lực kéo các dây chuyền hay các cơ cấu khác hoạt động theo. Thiết bị này sử dụng từ trường để biến điện năng thành cơ năng dưới dạng xoay nhằm kéo tải. Các bạn nghĩ chúng là một thiết bị độc lập cũng không sai bởi vì khi không có tải chúng vẫn hoạt động, tuy nhiên, quá trình hoạt động đó không mang lại ý nghĩa gì cả.

Chính vì điều đó nên trên thực tế chúng chỉ có giá trị khi chúng ta kết nối chúng với các thiết bị, cơ cấu khác như băng chuyền, hệ thống đai, hệ thống xích, hệ thống bơm,…

Các loại động cơ Servo phổ biến

Động cơ Servo hiện nay đang được ứng dụng rất nhiều và được chia thành 2 loại Servo chính là: động cơ DC Servo và động cơ AC Servo.

• DC servo: không được thiết kế cho các ứng dụng có dòng điện cao mà thường phù hợp hơn cho các ứng dụng có dòng điện nhỏ như máy nơm nước, máy nén khí, … Động cơ DC servo còn được chia làm 2 loại là động cơ 1 chiều có chổi than và động cơ 1 chiều không chổi than.
• AC servo: là loại động cơ cho phép xử lý các dòng điện cao nên thường được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp, đặc biệt là các loại máy CNC, máy phay, máy tiện cơ khí, máy thủy lực, …

Cấu tạo của các loại động cơ Servo?

Cấu tạo chung của một động cơ Servo bao gồm 2 phần chính là: Rotor và Stator.

DC Servo

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

Cấu tạo gồm: Rotor, Stator, chổi than và cuộn cảm lõi.

Ưu điểm: 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: Gây ra tiếng ồn, nhiệt độ cao, có quán tính lớn 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

Cấu tạo tương tự như động cơ DC servo có chổi than. Chỉ khác ở chỗ các cuộn pha lắp ở Rotor là động cơ vĩnh cửu.

AC Servo

Động cơ AC Servo đa số là động cơ 1 chiều không chổi than. Cấu tạo bao gồm 2 phần chính là Rotor và Stator.

• Rotor là một nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh.
• Stator là một cuộn dây được cuốn riêng biệt, được cấp nguồn để quay Rotor.

Ưu điểm: điều khiển tốc độ tốt, không dao động, ít nhiệt độ, điều khiển vị trí chính xác (tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã hóa). Tiếng ồn thấp, mo-men xoắn có quán tính thấp, không có bàn chải, bảo trì miễn phí (đối với môi trường không có bụi, nổ).

Nhược điểm: hệ thống điều khiển phức tạp, giá thành cao hơn so với DC Servo.

Một trong những thành phần cũng tương đối quan trọng của động cơ AC Servo đó là cảm biến hồi tiếp hay còn gọi là Encoder. Bởi vì đặc trưng cho độ chính xác của AC Servo là độ phân giải của Encoder. Ví dụ: động cơ AC Servo có độ phân giải Encoder là 3000 xung / vòng thì bạn có thể điều khiển mỗi bước quay của động cơ là 1/3000 vòng.

>> Tham khảo thêm: Ba phương pháp điều khiển động cơ Servo

Ứng dụng của Servo là gì?

Trên thị trường hiện nay chúng ta thường sử dụng đến các loại AC Servo, ứng dụng phổ biến nhất là trong các ngành điện – điện tử: các máy móc lắp ráp trong một dây chuyền sản xuất thường đòi hỏi tốc độ cao thì động cơ Servo đáp ứng được yêu cầu này.

Hiện nay ngành gia công cơ khí đặc biệt là đối với việc gia công các sản phẩm có độ chính xác cao, ví dụ như máy cắt laser hay một số máy cắt khác thì người ta sẽ lựa chọn động cơ Servo. Bên cạnh đó, nó còn được ứng dụng rất nhiều trong các loại máy cắt CNC Plasma khác.

Ứng dụng trong dây chuyền

Dây chuyên đóng gói, bao bì, đóng chai, đóng hộp, may mặc, giấy,… thường sử dụng servo để điều khiển các máy cuộn vải, giấy, bao bì để cắt hoặc in ấn,…

Ứng dụng trong điều khiển vận chuyển

Thiết bị vận chuyển là các linh kiện tuyệt đối không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, khi các ngành công nghiệp trở nên tinh vi và tự động hóa. Một trong các ứng dụng điển hình là việc di chuyển các thiết bị trong nhà kho qua hệ thống băng tải. Động cơ servo giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm theo mục đích sử dụng.

Ứng dụng về khuôn mẫu đùn trong ngành sản xuất nhựa

Khuôn mẫu được chế tạo theo phương pháp ép đùn là thiết bị gia công của các bộ phận nhựa. Vật liệu nhựa được gia nhiệt và tan chảy, sau đó được đùn vào khuôn để gia công các bộ phận. Các khuôn mẫu thông thường chủ yếu sử dụng điều khiển thủy lực, tuy nhiên ngày nay càng có nhiều khuôn mẫu sử dụng hệ thống servo để tiết kiệm điện.

Ứng dụng trong ngành điện – điện tử

Máy lắp là thiết bị lắp các linh kiện điện tử ví dụ như chip LSI lên trên bảng mạch, cần tới tốc độ cao và độ chính xác cao. Các AC Servo thỏa mãn yêu cầu này.

Ứng dụng trong ngành sản xuất thực phẩm

Nhu cầu về quy trình thực phẩm chất lượng cao và an toàn hơn ngày càng tăng, vì vậy, động cơ servo thường được sử dụng như là giải pháp cho nhiều lĩnh vực, ngay cả đối với quy trình thực phẩm.

>> Tham khảo thêm: Các lỗi thường gặp khi điều khiển động cơ Servo