Động Cơ Servo

Động cơ servo motor là một loại động cơ thông dụng, được dùng nhiều trong lĩnh vực gia công cơ khí hiện nay như động cơ bước trước đây. Đặc biệt, servo được dùng nhiều trong việc gia công các sản phẩm công nghiệp yêu cầu phải có độ chính xác cao, chẳng hạn như máy cắt laser.

1. Servo motor là gì ?

Động cơ điện servo hay còn gọi là servo motor là một loại động cơ máy móc chuyên dùng để cung cấp cơ năng cho một số thiết bị, dây chuyền hay cơ cấu hoạt động nào đó trong quy trình sản xuất và chế tạo. Chúng đóng vai trò là đầu tàu cung cấp lực kéo, giúp cho các dây chuyền hay các cơ cấu động cơ khác hoạt động theo. 

Thiết bị này thường sử dụng từ trường để biến đổi điện năng thành cơ năng dưới dạng xoay nhằm mục đích kéo tải. Động cơ servo thường được kết nối với các thiết bị, cơ cấu động cơ khác bằng hệ thống truyền, đai, xích hay bơm,…

2. Ứng dụng của động cơ servo

Động cơ AC Servo thường được ứng dụng trong lĩnh vực điện và điện tử. Khi máy móc được lắp ráp trong dây chuyền sản xuất đòi hỏi phải có tốc độ cao thì động cơ Servo đáp ứng được tốt nhất yêu cầu này. Cụ thể: 

• Ứng dụng động cơ Servo trong điều khiển vận chuyển: Động cơ servo sẽ giúp điều khiển tốc độ nhanh hay chậm tùy theo mục đích sử dụng.
• Ứng dụng động cơ Servo về khuôn mẫu đùn trong lĩnh vực sản xuất nhựa
• Ứng dụng động cơ Servo trong ngành điện – điện tử
• Ứng dụng động cơ Servo trong ngành sản xuất thực phẩm

3. Ưu nhược điểm của động cơ servo

a) Ưu nhược điểm của động cơ servo AC

Ưu điểm: 

• Điều khiển tốc độ cực tốt, điều khiển một cách trơn tru trên toàn bộ vùng tốc độ
• Hiệu suất hoạt động cao hơn 90%.
• Động cơ sản sinh ít nhiệt, điều khiển được ở tốc độ cao
• Điều khiển vị trí có độ chính xác cao (tùy vào độ chính xác tuyệt đối của bộ mã hóa).
• Động cơ dùng mô men xoắn, quán tính thấp, đồng thời tiếng ồn thấp, không có bàn chải mặc, với chế độ bảo trì miễn phí áp dụng cho môi trường không có khói bụi, chất dễ gây nổ.

Nhược điểm: 

• Điều khiển động cơ AC sẽ phức tạp hơn, vì các thông số ổ đĩa cũng cần phải được điều chỉnh theo các thông số PID chính xác để có thể xác định được nhu cầu kết nối.

b) Ưu nhược điểm của động cơ servo DC

Ưu điểm: 

• Kiểm soát được tốc độ chính xác cho máy móc
• Nguyên tắc điều khiển đơn tương đối giản, dễ sử dụng
• Giá cả rẻ hơn các loại khác.

Nhược điểm: 

• Chổi than của động cơ sẽ giới hạn tốc độ, sức đề kháng bổ sung, do đó dẫn đến các hạt bị mài mòn (do môi trường không có bụi bẩn sẽ không thích hợp)

4. Cấu tạo động cơ servo

Động cơ servo là một loại động cơ điện có khả năng quay một góc chính xác đến một vị trí cụ thể. Để làm được nhiệm vụ này, động cơ servo có cấu tạo bao gồm:

• Stator: Stator là phần cố định của động cơ, được làm bằng một cuộn dây điện.
• Rotor: Rotor là phần quay của động cơ, được làm bằng một nam châm vĩnh cửu. 
• Bộ phận điều khiển: Bộ phận điều khiển là bộ phận cung cấp điện cho động cơ và điều khiển tốc độ và vị trí của rotor.

Chi tiết cấu tạo motor servo mời khách hàng tham khảo hình ảnh và video dưới đây:

Video cấu hình và các loại AC Servo

5. Nguyên lý hoạt động của motor servo

Động cơ servo hoạt động dựa trên nguyên lý từ trường như sau:

• Rotor của động cơ servo motor chính là một nam châm vĩnh cửu.
• Động cơ này có từ trường mạnh, đồng thời stator của động cơ còn được cuốn vào các cuộn dây riêng biệt, được cấp nguồn điện để hoạt động theo một trình tự thích hợp, từ đó sẽ làm quay rotor.
• Nếu thời điểm mà dòng điện cấp tới cho các cuộn dây là chuẩn xác thì khi đó chuyển động quay của roto sẽ phụ thuộc vào tần số và pha của dòng điện, mặt khác, phân cực và dòng điện sẽ chạy trong cuộn dây stator.
• Động cơ servo được tạo nên bởi những hệ thống hồi tiếp vòng khép kín và tín hiệu đầu ra của động cơ. Chúng sẽ được nối với một mạch điều khiển. Khi động cơ quay thì vận tốc và vị trí của chúng sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. 
• Khi đó, cho dù bất kỳ tác nhân nào muốn ngăn cản chuyển động quay của động cơ thì cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận được tín hiệu cho thấy chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển sẽ tiếp tục chỉnh sai lệch, điều này khiến cho động cơ đạt được vị trí chính xác nhất của bộ điều khiển servo.

6. Phân loại động cơ servo phổ biến trên thị trường hiện nay

a) Phân loại motor servo theo điện áp

Có 2 loại động cơ servo phổ biến nhất là DC Servo motor và AC Servo motor. Cụ thể:

• AC servo motor là loại động cơ đặc biệt, cho phép xử lý các dòng điện cao thế, cho nên nó thường được sử dụng trong việc sản xuất máy móc công nghiệp, đặc biệt là các loại máy cắt CNC, máy phay, máy mài, máy tiện cơ khí hay các loại máy thủy lực,…
• DC servo motor được thiết kế dành cho các ứng dụng động cơ có dòng điện nhỏ hơn, chẳng như máy bơm nước, máy nén khí,…. Động cơ DC servo còn được chia làm 2 loại nhỏ hơn, đó là động cơ 1 chiều có dùng chổi than và động cơ 1 chiều không sử dụng chổi than.

Nhờ sự phát triển vượt bậc của ngành công nghệ điều khiển điện. Cho nên hiện nay trong sản xuất, hầu hết người ta đều tin tưởng sử dụng loại động cơ AC Servo Motor.

b) Phân loại motor servo theo cấu tạo

• Servo motor loại có chổi than: Đây là loại động cơ bao gồm 4 bộ phận chủ yếu, đó là  chổi than, stato, rotor và cuộn cảm lõi.
• servo motor loại không có chổi than: Loại động cơ này có cấu trúc tương đối giống với loại động cơ có chổi than. Điều khác biệt là các cuộn dây pha được lắp ở rotor chính là động cơ vĩnh cửu. Chúng hoạt động êm và đặc biệt không gây tiếng ồn nên thường được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn so với dòng servo có chổi than.

c) Phân loại motor servo theo công suất

Động cơ điện servo phổ biến các công suất sau:

• Motor servo công suất thấp: 750W, 1kW
• Motor servo công suất trung bình: 1.2kW, 1.5kW, 1.8kW, 2kW, 2.3kW, 2.6kW

7. Các hãng sản xuất motor servo uy tín nhất

Có rất nhiều hãng sản xuất động cơ servo uy tín trên thế giới, một số hãng nổi tiếng nhất có thể kể đến như:

• Động cơ servo FANUC

FANUC là công ty của Nhật Bản được thành lập vào năm 1956. Đây là một trong những nhà sản xuất động cơ servo hàng đầu thế giới . Hãng cung cấp các sản phẩm motor servo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công nghiệp, robot, thiết bị tự động hóa, v.v.

• Motor servo Siemens

Siemens là công ty của Đức được thành lập vào năm 1847. Siemens là một trong những công ty công nghệ lớn nhất thế giới. Hãng cung cấp các sản phẩm động cơ servo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công nghiệp, thiết bị điện, hệ thống giao thông, v.v.

• Động cơ servo ABB

ABB là công ty của Thụy Sĩ được thành lập vào năm 1883. ABB là một trong những nhà sản xuất động cơ servo hàng đầu thế giới. Hãng cung cấp các sản phẩm động cơ servo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công nghiệp, thiết bị điện, hệ thống giao thông, v.v.

• Động cơ servo Mitsubishi

Mitsubishi là công ty của Nhật Bản được thành lập vào năm 1870. Mitsubishi là một trong những nhà sản xuất động cơ servo hàng đầu thế giới. Hãng cung cấp các sản phẩm động cơ servo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công nghiệp, thiết bị điện, hệ thống giao thông, v.v.

• Motor servo Yaskawa

Yaskawa là một công ty của Nhật Bản được thành lập vào năm 1915. Yaskawa chuyên sản xuất động cơ servo hàng đầu thế giới. Hãng cung cấp các sản phẩm động cơ servo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công nghiệp, robot, thiết bị tự động hóa, v.v.

• Motor servo Parker

Parker là một công ty của Hoa Kỳ được thành lập vào năm 1918. Đây là một trong những nhà sản xuất động cơ servo hàng đầu thế giới. Parker cung cấp các sản phẩm motor servo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công nghiệp, thiết bị khí nén, hệ thống thủy lực, v.v.

Ngoài ra khách hàng có thể tham khảo 1 số hãng sản xuất motor điện servo chất lượng khác như: Bosch Rexroth, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric,...

8. Bảng giá động cơ servo

Giá cả động cơ còn tùy thuộc vào tình trạng mới hay cũ, thương hiệu động cơ cũng như công suất. Ngoài ra, giá động cơ còn phụ thuộc vào nguồn gốc xuất xứ và các yếu tố khác liên quan đến tỷ giá (motor được nhập khẩu). 

Bảng giá motor servo trung bình cập nhật mới nhất trên toàn quốc:

Mời tham khảo video động cơ servo thực tế dưới đây: