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.

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:

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 plc 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…

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

Về căn bản, bộ điều khiển động cơ 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:

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.
 

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…

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

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.