Where is Servo Motor and Servo Drive Used?

Hình 1: Động cơ servo là bộ phận cốt lõi của hệ thống servo.

Với sự phát triển của công nghệ thông tin, truyền thông và tự động hóa, rất nhiều thiết bị điều khiển tự động đã được sử dụng trong sản xuất công nghiệp và đời sống hàng ngày của thế giới hiện đại. Là một trong những thiết bị phổ biến nhất để điều khiển tự động, hệ thống servo bao gồm động cơ servo và bộ truyền động servo đã được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Với bài viết của chúng tôi ở đây, bạn có thể hiểu sâu hơn về nơi có thể sử dụng chính xác động cơ servo và bộ truyền động servo.

1. Hệ thống servo là gì?

Hệ thống servo là hệ thống điều khiển phản hồi được sử dụng để theo dõi hoặc tái tạo chính xác một quy trình.

Là một trong những thành phần chính của hệ thống servo và là bộ phận thực thi của nó, động cơ servo thay đổi vị trí, hướng, trạng thái của đối tượng và đại lượng được điều khiển đầu ra khác theo đầu vào (hoặc một giá trị nhất định).
Nhiệm vụ của nó là khuếch đại, biến đổi và điều chỉnh công suất theo yêu cầu của lệnh điều khiển, sao cho việc điều khiển mômen đầu ra, tốc độ và vị trí của thiết bị dẫn động rất linh hoạt và thuận tiện.

2. Các thành phần của hệ thống servo

Hệ thống này chủ yếu bao gồm màn hình cảm ứng HMI, PLC, ổ servo, động cơ servo đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Động cơ servo là cơ chế điều hành của chuyển động. Nó thực hiện điều khiển vị trí, tốc độ và dòng điện để đáp ứng các yêu cầu chức năng của người dùng.

Hình 2:Hệ thống servo bao gồm PLC, ổ đĩa, động cơ, bộ giảm tốc và giao diện.

3. Tính năng, công dụng và loại hệ thống servo

3.1 TÍNH NĂNG CỦA HỆ THỐNG SERVO

Nó cần thiết bị phát hiện chính xác để soạn vòng lặp tốc độ và vị trí khép kín.

Nguyên tắc phản hồi và so sánh khác nhau

Có rất nhiều nguyên tắc và phương pháp so sánh phản hồi. Theo các nguyên tắc khác nhau của thiết bị phát hiện để đạt được phản hồi thông tin và các phương pháp so sánh phản hồi khác nhau, có so sánh xung, so sánh pha và so sánh biên độ được sử dụng phổ biến.

Động cơ servo hiệu suất cao

Trong máy công cụ NC để xử lý bề mặt phức tạp và hiệu quả, hệ thống servo thường sẽ ở trong quá trình khởi động và phanh thường xuyên. Vì vậy, tỷ số giữa mômen đầu ra của động cơ và mô men quán tính cần phải đủ lớn để tạo ra gia tốc lớn hoặc mômen phanh. Và động cơ servo cũng yêu cầu phải có mômen đầu ra đủ lớn ở tốc độ thấp và vận hành êm ái, nhằm giảm thiểu liên kết trung gian trong kết nối với bộ phận chuyển động cơ khí.

Hệ thống điều tiết được thực hiện tốt với nhiều tốc độ khác nhau

Một hệ thống có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, cụ thể là hệ thống servo tốc độ. Từ cấu trúc điều khiển của hệ thống, hệ thống vòng kín vị trí của máy công cụ CNC có thể được coi là hệ thống điều khiển tự động vòng kín kép có chức năng điều chỉnh vị trí ở vòng ngoài và điều chỉnh tốc độ ở vòng trong.

Quá trình làm việc bên trong thực tế là chuyển đổi đầu vào vị trí thành tín hiệu tốc độ tương ứng, sau đó tín hiệu sẽ điều khiển mô tơ servo để nhận ra sự dịch chuyển thực tế. Chuyển động chính của máy công cụ CNC đòi hỏi hiệu suất điều chỉnh tốc độ cao, do đó hệ thống servo bắt buộc phải là hệ thống điều chỉnh hoạt động tốt với phạm vi tốc độ rộng.

3.2 SỬ DỤNG HỆ THỐNG SERVO

Kiểm soát tải công suất cao bằng tín hiệu lệnh công suất thấp.

Được điều khiển bởi trục đầu vào để đạt được truyền đồng bộ từ xa.

Làm cho chuyển vị cơ học đầu ra theo dõi chính xác tín hiệu điện, chẳng hạn như dụng cụ ghi và chỉ báo, v.v.

3.3 CÁC LOẠI HỆ THỐNG SERVO KHÁC NHAU

Tiêu chuẩn	Các loại
Tính năng của các thành phần	* Hệ thống trợ động điện
	* Hệ thống trợ lực thủy lực
	* Hệ thống servo điện-thủy lực
	* Hệ thống servo điện-điện
Tính chất vật lý của đầu ra của hệ thống	* Hệ thống servo tốc độ hoặc tăng tốc
Tính chất vật lý của đầu ra của hệ thống	* Định vị hệ thống servo
Đặc điểm chức năng tín hiệu	* Hệ thống servo tương tự
Đặc điểm chức năng tín hiệu	* Hệ thống servo kỹ thuật số
Đặc điểm cấu trúc	* Hệ thống servo vòng đơn
	* Hệ thống servo vòng hở
	* Hệ thống servo vòng kín
Linh kiện ổ đĩa	* Hệ thống servo bước
	* Hệ thống servo động cơ điện một chiều (động cơ DC)
	* Hệ thống servo động cơ điện xoay chiều (động cơ AC)

Bảng 1:Các loại động cơ servo khác nhau.

4. Các ngành sử dụng hệ thống servo

Lĩnh vực xử lý laser

Người máy

Lĩnh vực máy tiện CNC

Thiết bị tự động hóa văn phòng cho sản xuất mạch tích hợp quy mô lớn

Radar và các lĩnh vực công nghệ cao khác

5. Xu hướng ứng dụng hệ thống servo trong tương lai

Hệ thống điều khiển tự động không chỉ phát triển nhanh chóng về mặt lý thuyết mà còn thay đổi nhanh chóng về các thiết bị ứng dụng. Cứ sau 3 ~ 5 năm lại có sản phẩm mới trên thị trường.

Đặc tính của động cơ servo AC truyền thống là mềm và đầu ra của nó không phải là một giá trị.

Động cơ bước nói chung là loại điều khiển vòng hở và không thể định vị chính xác. Bản thân động cơ cũng có vùng cộng hưởng vận tốc.

Hệ thống điều khiển tốc độ PLC có hiệu suất theo dõi vị trí kém. Việc điều chỉnh tốc độ chuyển đổi tần số rất đơn giản nhưng đôi khi độ chính xác vẫn chưa đủ.

Hệ thống servo động cơ DC, với hiệu suất tuyệt vời, đã được sử dụng rộng rãi trong hệ thống servo định vị. Tuy nhiên, nhược điểm của nó, chẳng hạn như cấu trúc phức tạp, mâu thuẫn nổi bật ở vùng chết ở tốc độ cực thấp và chổi đảo chiều sẽ gây ra tiếng ồn và vấn đề bảo trì.

Động cơ servo AC nam châm vĩnh cửu mới phát triển nhanh chóng, đặc biệt khi nó thay đổi cách điều khiển từ sóng vuông sang sóng hình sin. Hiệu suất hệ thống tốt hơn và phạm vi tốc độ rộng, hoạt động vượt trội ở tốc độ chậm.