07.09.2020

Động cơ Servo và lợi ích, ứng dụng của hệ thống Servo

1. Khái niệm về hệ thống Servo 

Servo là một hệ thống gồm ba bộ phận cấu thành là servo drive (bộ điều khiển servo), servo motor (động cơ servo) và encoder. Đây là 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. Hệ thống Servo được sử dụng trong nhiều ứng dụng từ cơ bản, đa năng đến chuyên dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Tìm hiểu chi tiết hơn về định nghĩa, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ servo.

Bộ AC Servo

2. Sự khác nhau giữa AC Servo và động cơ bước (step motor)

Động cơ servo và động cơ bước là hai loại động cơ thông dụng dùng để điều khiển góc quay trong những ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao, tuy nhiên chúng cũng có nhiều điểm khác biệt nhau như:

AC servo Động cơ bước
Bộ điều khiển (drive) Phức tạp, phải mua nguyên bộ từ nhà sản xuất Đơn giản hơn servo, có thể tự chế tạo
Tốc độ Tốc độ cao (tối đa 3000-5000 rpm) Tốc độ thấp hơn (tối đa 1000-2000 rpm)
Chế độ điều khiển Tốc độ, vị trí, mô-men Cơ bản là điều khiển vị trí
Hiện tượng trượt bước gây sai lệch trong điều khiển Ít xảy ra. Động cơ vẫn chạy êm khi tải đặt vào tăng Nếu tải đặt vào tăng có thể xảy ra hiện tượng trượt bước
Phương pháp điều khiển Điều khiển vòng kín. Điều khiển vòng hở.
Nhiễu và rung động Rất ít Dễ rung động và nhiễu
Giá thành Khá cao Giá rẻ
Độ bền Thiết bị phức tạp và phải bảo dưỡng định kỳ Đơn giản, kích thước nhỏ gọn, ít bảo dưỡng, hỏng hóc
Độ phân giải Rất cao, lên đến 23 bit (phụ thuộc vào encoder) Thấp (thông thường khoảng 0.36 – 15°)

3. Lợi ích khi sử dụng AC servo 

So với động cơ AC không đồng bộ thông thường, servo motor mang lại cho người sử dụng những lợi ích khi sử dụng:

  • Khả năng điều khiển tốc độ, vị trí và mô-men cực kì chính xác.
  • Mô-men không đổi trong khoảng tốc độ từ 0 đến tốc độ định mức, do đó servo thường được sử dụng trong một số ứng dụng cần mô-men cao ở tốc độ thấp.
  • Hiệu suất hoạt động cao tới hơn 90%, ít sinh nhiệt và hầu như không dao động.
  • Tốc độ cao và tần suất làm việc thay đổi nhanh, liên tục.
  • Tốc độ đáp ứng và phản hồi nhanh, quán tính thấp (gần như không có quán tính).
  • Hoạt động êm ái, nhẹ, tiết kiệm điện năng (động cơ servo có thể tiết kiệm 5-20% điện năng so với động cơ thường).
  • Kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, ít bị hư hỏng.

Tuy nhiên khi sử dụng động cơ servo yêu cầu người sử dụng phải có kiến thức về lập trình để có thể sử dụng linh hoạt động cơ servo cho từng ứng dụng thực tế.

4. Một số ứng dụng của AC servo

Với nhiều tı́nh năng nổi bật, hiệu suất cao, khả năng điều khiển chính xác vị trí, tốc độ, lực căng, vận hành mạnh mẽ và hoạt động ổn định trong thời gian dài, hệ thống AC servo phù hợp với nhiều ứng dụng từ cơ bản, đa năng đến chuyên dụng, hiện đại trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như:

  • Điều khiển cánh tay Robot
  • Hệ thống máy CNC
  • Ứng dụng máy sản xuất khẩu trang
  • Hệ thống dao cắt bay, cắt quay
  • Hệ thống máy cắt túi nilon
  • Điều khiển hệ thống máy đóng gói
  • Ứng dụng trong máy in công nghiệp
  • Ứng dụng trong hệ thống vận chuyển và sắp xếp hàng hóa
  • Điều khiển các máy chế tạo thiết bị điện tử…

Bài viết liên quan: Các ứng dụng của động cơ Servo trong công nghiệp

5. So sánh sự khác nhau giữa điều khiển bằng servo và biến tần

Về căn bản, bộ điều khiển servo và biến tần đều là thiết bị dùng để điều khiển động cơ, tuy nhiên nếu như bộ điều khiển servo có khả năng điều khiển linh hoạt và chính xác cả tốc độ, vị trí và mô-men thì biến tần, tuy đã được nâng cấp bổ sung thêm nhiều tính năng, về cơ bản vẫn chủ yếu dựa trên cơ sở là thay đổi tần số để điều khiển tốc độ động cơ.

Để có sự lựa chọn tối ưu nhất, hãy xem bảng so sánh giữa biến tần và bộ điều khiển servo dưới đây:

Biến tần Bộ điều khiển servo
Ứng dụng điều khiển Sử dụng cho các ứng dụng không yêu cầu tốc độ và độ chính xác cao, ổn định Sử dụng cho các ứng dụng điều khiển ở tốc độ và độ chính xác cao, thay đổi trạng thái nhanh và liên tục
Chế độ điều khiển Cơ bản là điều khiển tốc độ động cơ Điều khiển vị trí, tốc độ và mô-men
Khả năng điều khiển nhiều động cơ  Một biến tần có thể điều khiển nhiều động cơ Một bộ điều khiển servo cơ bản chỉ điều khiển một động cơ servo duy nhất
Độ đáp ứng Chậm
100 rad/giây hoặc thấp hơn
Nhanh
Khoảng 200 đến 15000 rad/giây
Điều khiển bị trí và dừng chính xác cao Đến khoảng 100 µm Lên đến khoảng 1µm
Chế độ khóa Không
Tần số khởi động/dừng Khoảng 20 vòng/phút hoặc thấp hơn Khoảng 20 đến 600 vòng/phút
Mô-men xoắn cực đại Khoảng 150% Khoảng 300%
Công suất Khoảng 100W đến 300kW Khoảng từ 10W đến 60kW
Kích thước Lớn, nặng Nhỏ gọn và nhẹ hơn (với cùng công suất)
Chi phí đầu tư Tương đối thấp Cao

Trong một số trường hợp nếu bộ điều khiển servo (servo drive) bị hư trong khi động cơ servo vẫn hoạt động tốt, để tiết kiệm chi phí, chúng ta có thể dùng một số dòng biến tần đặc biệt (như GD35, GD350) thay thế điều khiển động cơ servo.

Bài viết chi tiết hơn về Sự khác nhau giữa biến tần và bộ điều khiển động cơ servo (servo drive)

6. Một số dòng AC servo của INVT

a) DA180 – Dòng AC servo thế hệ mới 

DA180 là dòng sản phẩm servo đa năng công suất nhỏ (0.1 – 1kW) thế hệ mới của INVT, được sử dụng cho các ứng dụng đơn giản, linh hoạt. Được ứng dụng đa dạng trong công nghiệp như: máy sản xuất khẩu trang, máy đóng gói, máy chiết rót và một số ứng dụng trong ngành thép…

Servo DA180

b) DA200 – Hệ thống AC servo đa năng cao cấp

Bộ AC servo DA200 được thiết kế cho những hệ thống yêu cầu hiệu suất cao, khả năng đáp ứng nhanh và điều khiển vị trí, tốc độ, lực căng cực kỳ chính xác. Được ứng dụng trong các máy CNC, cánh tay Robot, máy cắt túi nilon, máy đóng bao

DA200 có dải công suất rộng:

  • 1P 220V: 200W – 1000W
  • 3P 380V: 1kW – 55kW
Servo DA200

c) MH800 – Hệ thống servo điều khiển máy ép nhựa thủy lực

MH800 là bộ servo thủy lực cao cấp, chuyên dùng để điều khiển áp suất và lưu lượng cho hệ thống máy ép nhựa thủy lực với độ chính xác và đáp ứng nhanh, giúp tiết kiệm đến 80% năng lượng điện, cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng hiệu suất cho hệ thống máy ép nhựa.

Dải công suất:

  • 3P 380V, 4.4 kW – 75 kW.
Servo MH800

Tham khảo bài viết: Các dòng AC Servo của INVT phổ biến hiện nay

DAT là đơn vị uy tín duy nhất được INVT tin tưởng ủy quyền thành lập và vận hành trung tâm dịch vụ tại Việt Nam. Trung tâm này cung cấp dịch vụ bảo hành, sửa chữa, nâng cấp biến tần chuyên nghiệp và tức thời với linh kiện gốc cùng quy trình tiêu chuẩn châu Âu của INVT.

Với hơn 14 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa và đã nhận được sự tin tưởng của hơn 7000 khách hàng, DAT tự hào là nhà cung ứng sản phẩm chính hãng quy mô lớn cùng giải pháp chuyên biệt, đảm bảo đáp ứng kịp thời mọi nhu cầu và đem lại hiệu quả cao nhất cho khách hàng.

Mọi thông tin chi tiết và nhu cầu tư vấn vui lòng liên hệ hotline 1800 6567 (miễn cước gọi).

YÊU CẦU BÁO GIÁ