Động cơ servo là gì? Phân loại và ứng dụng của động cơ servo

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ hiện nay. Thì chắc hẳn bạn đã  từng nghe qua những con robot thông minh. Và để có thể tạo được một con robot thông thì nó cần đến nhiều thiết bị khác nhau. Tuy nhiên, quan trọng nhất chính là động cơ servo. Đây là loại động cơ được sử dụng phổ biến trong các hệ thống vòng kín, nhằm điều khiển được tới những vị trí chính xác. Mà chúng ta thường thấy trong những ứng dụng công nghiệp, triển lãm hoặc trưng bày.

Vậy động cơ servo là gì? Phân loại và ứng dụng của động cơ servo? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Để giúp bạn có thể hiểu rõ hơn được động cơ này. Thì chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu ở bài viết dưới đây nha.

Động cơ servo là gì?

Động cơ servo là một phần trong hệ thống vòng kín. Và nó bao gồm một số bộ phận cụ thể như là: mạch điều khiển, động cơ servo, chiết áp, bánh răng truyền động, bộ khuếch đại và bộ mã hóa, bộ phân giải.

Động cơ servo sẽ nhận tín hiệu từ bộ điều khiển và cung cấp được lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy móc khi vận hành với tốc độ. Và độ chính xác cực kỳ cao.

Hệ thống Servo

Servo chính là một hệ thống truyền động, điều khiển hồi tiếp vòng kín. Giúp nhận tín hiệu và thực hiện một cách nhanh chóng và chính xác theo lệch từ PLC. 

Trong bộ servo thì nó gồm có: 

• 1 bộ điều khiển servo
• 1 động cơ servo
• 1 encoder

Tất cả những bộ phận này đều nhận phản hồi của tín hiệu từ động cơ về bộ điều khiển. Và servo được sử dụng để có thể điều khiển được vị trí chính xác. Nó giúp điều chỉnh mô -men phù hợp với những ứng dụng. Hoặc là thay đổi tốc độ cực kỳ nhanh.

Đặc điểm của động cơ servo

• Động cơ chính là một thiết bị điện độc lập. Và có chức năng là quay các bộ phận của máy với hiệu suất cao và độ chính xác cao.
• Trục đầu ra của động cơ có thể được di chuyển đến một góc. Hoặc đến một vị trí với một vận tốc được chỉ định trước mà động cơ thông thường không có.
• Động cơ được kết nối thêm một cảm biến. Để có thể phản hồi được vị trí.
• Và có bộ  điều khiển là bộ quan trọng của động cơ. Nó có thiết kế đặc biệt và được sử dụng chuyển biệt cho mục đích này.
• Động cơ servo là một cơ chế vòng kín. Được kết hợp với phản hồi vị trí, để có thể điều khiển được tốc độ và vị trí quay, hoặc tuyến tính.
• Động cơ được sử dụng tín hiệu bằng điện, analog hoặc digital. Giúp xác định được sự chuyển động theo vị trí lệch cuối cùng của trục.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ servo là gì?

Cấu tạo

Động cơ được cấu tạo từ 3 thành phần chính:

• Stator: Đây chính là phần quay thường sử dụng những nam châm vĩnh cửu. Và có lực hút rất lớn để bọc quay quanh trục.
• Rotor: Đây chính là phần tĩnh, là phần tập hợp những vòng dây được gắn cố định trên lớp vỏ. 
• Encoder: Đây chính là bộ mã hóa, là một loại thiết bị cơ điện. Bên trong thì chứa nhiều linh kiện khác nhau như: đĩa quay, cảm biến… tất cả được liên kết với nhau. Bộ phận này có chức năng là chuyển đổi tín hiệu quay của trục động cơ. Thành những dạng tín hiệu Analog (tín hiệu tương tự ) và Digital( tín hiệu số). Và những tín hiệu này được sử dụng để có thể giám sát và điều khiển được động cơ servo.

Nguyên lý hoạt động

Khi nhắc đến nguyên lý hoạt động của động cơ servo, thì nó giống như những loại động điện khác. Khi mà có dòng điện chạy qua, thì những vòng dây sẽ sinh ra từ trường. Và những từ trường của nam châm và vòng dây tác động qua lại. Sẽ gây ra những hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ.

Lực điện từ khi mà đạt đến giá trị quy định sẽ khiến cho rotor quay. Và độ lớn của lực điện từ trong trường hợp này. Thì nó sẽ phụ thuộc vào những yếu tố như: tần số, độ phân cực, dòng điện. Và sự phụ thuộc đó, được những người kỹ sư tận dụng, để có thể chế tạo và điều khiển động cơ servo. 

Động cơ được hình thành bởi những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ được kết nối với một mạch điều khiển. Và khi động cơ vận hành thì vận tốc và vị trí. Nó sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Lúc đó, bất kỳ có lý do nào ngăn cản được chuyển động quay của động cơ. Cơ cấu là nó sẽ được hồi tiếp và nhận tín hiệu chưa đặt ra vị trí mong uốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ. Để nó có thể đặt được điểm chính xác nhất.

Phân loại động cơ servo

Trong động cơ servo, thì người ta chia ra làm những loại chính sau:

Động cơ servo AC hay DC

Xét về hiệu suất, sự khác biệt cơ bản giữa động cơ AC và DC chính là khả năng kiểm soát tốc độ.

Đối với dòng điện một chiều, thì tốc độ sẽ tỷ lệ thuận với điện áp cung cấp với tải không đổi.

Còn đối với động cơ xoay chiều, thì tốc độ được xác định bởi tần số của điện áp đặt vào và số cực từ.

Động cơ servo AC, sẽ chịu được dòng điện cao hơn. Và nó được sử dụng phổ biến hơn trong những ứng dụng như: robot, dây chuyền sản xuất. Hoặc là những ứng dụng công nghệ khác đòi hỏi sự lặp lại cao. Và yêu cầu về độ chính xác cao.

Động cơ servo có chổi than hay không chổi than

Động cơ servo DC sẽ được chuyển mạch cơ học với chổi than. Và nó được sử dụng để cổ góp hoặc điểm tử không có chổi than.

Động cơ có chổi than thì thường có chi phí ít tốn kém hơn. Và có cách vận hành đơn giản hơn. Trong khi thiết kế không chổi than, thì nó đáng tin cậy hơn và hiệu suất cao hơn và ít ổn hơn.

Cổ góp là một công tắc điện sẽ được quay theo chu kỳ đảo chiều dòng điện giữa roto và mạch truyền động. Trong đó thì bao gồm: một hình trụ kim loại. Được cấu tạo bởi nhiều đoạn tiếp xúc trên roto. Nó có hai hoặc nhiều tiếp điểm, thì được gọi là “chổi than”. Và chổi than này được làm từ vật liệu dẫn điện mềm như carbon ép vào cổ góp. Và nó tạo ra một tiếp điểm vượt trội hơn so với những đoạn cổ góp khi nó đang quay.

Tuy nhiên, trong phần lớn động cơ AC thì được thiết kế không chổi than; động cơ nam châm vĩnh cửu có chổi than. Đôi khi được sử dụng làm động cơ servo vì tính đơn giản và chi phí thấp.

Đối với động cơ DC không chổi than thay thế chổi than vật lý. Và cố góp bằng một linh kiện điện tử, để có thể đạt được sự chuyển mạch, thường thông qua việc sử dụng cảm biến Hall hoặc encoder.

Ứng dụng động cơ servo

• Băng chuyền – băng tải: cơ cấu truyền động sử dụng động cơ servo trên băng tải – băng chuyền mang theo hàng hóa, sản phẩm đến chính xác những vị trí mong muốn.
• Công nghệ lấy nét tự động
• Xe điều khiển trong quân sự, nghiên cứu: động cơ sẽ được lắp đặt và điều khiển các bánh xe.
• Hệ thống pin năng lượng mặt trời
• Máy gia công chính xác: máy tiện, máy phay, máy khắc…
• Định vị radar, angten
• Ứng dụng trong in ấn, cửa thông minh, dệt may…
• Sử dụng trong xi lanh điện.
• Ngoài ra, thì nó được sử dụng trong những loại máy tự động chuyên dụng như: máy đóng gói, máy vặn nắp chai…

Trên đây là những kiến thức liên quan đến Động cơ servo là gì? Phân loại và ứng dụng của động cơ servo. Mà vandieukhienvn đã tổng hợp nay. Qua bài viết ta có thể thấy được rằng động cơ servo chính là thiết bị quan trọng và có tính ứng dụng cao. Nó mang đến nhiều lợi ích cho người dùng. Giúp tăng hiệu quả trong hệ thống sản xuất. Hi vọng qua bài viết, có thể giúp bạn hiểu thêm được loại động cơ này. Và sử dụng được động cơ này một cách hữu ích nhất.

Cảm ơn bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại bạn trong bài viết tiếp theo. Chúc bạn có một ngày tốt lành!