Động cơ Servo 1.5kw

Động cơ servo 1.5kw (motor servo 1.5kw, AC servo 1.5kw) là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chạy cùng bộ điều khiển (driver) servo 220V, có encoder phản hồi vị trí để điều khiển chính xác vị trí, tốc độ và mô-men. Các mã phổ biến trong dải công suất này: 110ST-M05030, 130ST-M06025, 130ST-M10015, với mô-men định mức từ 5 Nm đến 6 Nm đến 10 Nm và tốc độ định mức 3000 – 2500 – 1500 vòng/phút.

Sản phẩm thuộc danh mục động cơ servo, thường dùng cho máy CNC, máy đóng gói, máy cắt, robot và dây chuyền tự động cần chuyển động chính xác.

1. Động cơ servo 1.5kw là gì?

Khác với motor 3 pha thông thường chỉ quay theo tốc độ định mức, động cơ servo 1.5kw làm việc trong vòng điều khiển kín: driver liên tục so sánh vị trí, tốc độ đọc từ encoder với lệnh từ PLC hoặc bộ điều khiển, rồi điều chỉnh dòng điện cấp cho motor. Nhờ đó motor có thể dừng đúng vị trí, chạy êm ở tốc độ rất thấp và giữ mô-men ổn định khi tải thay đổi. Công suất 1.5kw ≈ 2,0HP, thuộc nhóm servo trung bình phổ biến nhất trong máy công nghiệp.

2. Thông số kỹ thuật động cơ servo 1.5kw

a. Thông số chung

• Điện áp driver: 220V AC (1 pha hoặc 3 pha tùy driver).
• Số cặp cực: 4.
• Encoder tương đối 2500/5000 xung/vòng; tùy chọn encoder tuyệt đối 17 bit, 22 bit, 23 bit.
• Cấp cách điện B, cấp bảo vệ IP54.
• Nhiệt độ môi trường làm việc dưới 55°C.
• Thử cách điện AC 1500V trong 1 phút.

b. Động cơ servo 1.5kw mã 110ST-M05030

Động cơ servo 1.5kw mã 110ST-M05030

Bộ driver phù hợp với động cơ servo mã 110ST-M05030: SD200-20A (SD200-2ABX)

• Nguồn cấp cho driver: 220V 1 pha hoặc 3 pha, dao động -15% tới +10%, 50/60Hz. Đấu nhầm 380V vào là cháy driver.
• Dòng module 20A. Driver SD200-30A (SD200-3ABX) cũng chạy được mã 110ST-M05030.
• Chế độ điều khiển: vị trí bằng xung, tốc độ bằng analog -10V tới +10V hoặc 4 tốc độ cài sẵn, mô-men bằng analog, chạy JOG thử trên phím.
• Xung lệnh: xung + hướng, xung kép CW/CCW, xung 2 pha A/B; tần số tối đa 500kHz (vi sai), 200kHz (cực thu hở); bánh răng điện tử 1–32767 / 1–32767.
• Phản hồi: encoder tương đối 2500 xung/vòng, khớp bản động cơ encoder 2500 xung.
• Giắc CN1 tín hiệu DB25 cái, CN2 encoder DB25 đực; cáp điều khiển dưới 3m, cáp encoder dưới 20m, dây động lực từ 1.5mm².
• Giao tiếp tương thích bộ điều khiển CNC GSK 928, GSK 980, KND, Syntec cho máy tiện, máy phay CNC.
• Có ngõ ra điều khiển phanh từ (HOLD) cho trục đứng; điện trở xả tích hợp sẵn, gắn thêm điện trở ngoài được.
• Bảo vệ: quá tốc, quá áp, thấp áp, quá tải, quá dòng, lỗi encoder, lệch vị trí.
• Màn LED 6 số, 4 phím. Trước khi chạy phải cài mã động cơ ở tham số PA1 (mật khẩu PA0 = 385); cài sai mã thì động cơ rung, rít, định vị lệch.
• Môi trường làm việc 0–55°C, độ ẩm dưới 90% không đọng sương; lắp nhiều driver cạnh nhau cách nhau trên 25mm.

c. Động cơ servo 1.5kw mã 130ST-M06025

Động cơ servo 1.5kw mã 130ST-M06025

Bộ driver phù hợp với động cơ servo mã 130ST-M06025: SD200-20A (SD200-2ABX)

• Dòng module 20A, driver 30A cũng chạy được. Các thông số còn lại của driver như mục mã 110ST-M05030 ở trên.

d. Động cơ servo 1.5kw mã 130ST-M10015

Động cơ servo 1.5kw mã 130ST-M10015

So sánh nhanh các mã servo 1.5kw:

Bộ driver phù hợp với động cơ servo mã 130ST-M10015: SD200-20A (SD200-2ABX)

• Dòng module 20A, driver 30A cũng chạy được. Các thông số còn lại của driver như mục mã 110ST-M05030 ở trên.

3. Cách đọc mã động cơ servo 110ST-M05030

• 110: kích thước mặt bích 110 mm.
• ST: dòng động cơ servo AC.
• M: loại nam châm vĩnh cửu, điều khiển bằng driver servo.
• 050: mô-men định mức 5 Nm (số này chia 10).
• 30: tốc độ định mức 3000 vòng/phút (số này nhân 100).

Công suất có thể kiểm tra lại bằng công thức P (kW) = M (N.m) × n (vòng/phút) / 9550: 5 × 3000 / 9550 ≈ 1,57 kW.

4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

• Stator: cuộn dây 3 pha nhận dòng điện điều chế từ driver.
• Rotor nam châm vĩnh cửu: quán tính nhỏ, phản ứng nhanh khi tăng tốc, đảo chiều.
• Encoder: gắn ở đuôi motor, đo góc quay và tốc độ gửi về driver.
• Vỏ và mặt bích vuông: lắp trực tiếp với hộp số hành tinh, vít me hoặc khớp nối.
• Phanh từ (tùy chọn): giữ trục khi mất điện, cần cho trục đứng.

Driver nhận lệnh xung (điều khiển vị trí), điện áp analog hoặc lệnh truyền thông (điều khiển tốc độ, mô-men), sau đó điều chỉnh dòng 3 pha cấp cho motor. Encoder phản hồi liên tục giúp motor bám đúng lệnh, sai lệch vị trí rất nhỏ.

Sơ đồ kết nối động cơ servo 1.5kw với driver

5. Ứng dụng của động cơ servo 1.5kw

• Trục X, Y, Z của máy CNC, máy phay, máy khắc, máy cắt laser, máy cắt plasma.
• Máy đóng gói, máy chiết rót, máy dán nhãn, máy cắt túi cần định vị chính xác.
• Máy dệt, máy in, máy cuốn – xả cuộn cần giữ lực căng ổn định.
• Robot gắp đặt, băng tải định vị, bàn xoay phân độ.
• Máy ép nhựa, máy uốn ống, máy chấn cần mô-men lớn ở tốc độ thấp.

6. Cách chọn động cơ servo 1.5kw

• Tính mô-men cần thiết tại trục motor (gồm tải, ma sát và mô-men tăng tốc), chọn motor có mô-men định mức lớn hơn khoảng 20 – 30%.
• Kiểm tra tốc độ tối đa cần dùng không vượt tốc độ định mức quá nhiều; cần mô-men lớn ở tốc độ thấp thì ưu tiên mã 1500 – 2000 vòng/phút.
• Tỉ số quán tính tải/motor nên dưới khoảng 10 lần để chạy ổn định; nếu lớn hơn nên thêm hộp số hành tinh.
• Chọn driver cùng công suất và cùng loại encoder với motor.
• Chọn mặt bích và trục phù hợp hộp số hoặc khớp nối hiện có (trục Ø19 mm).

Một số dòng servo cùng dải công suất trên thị trường: Times Brilliant, Delta ECMA-E11315SS, Panasonic MDMF152L1C6M. Khi thay thế cần đối chiếu mô-men, tốc độ, mặt bích và loại encoder, vì motor và driver của các hãng thường không dùng lẫn được với nhau.

7. Video và hình ảnh thực tế động cơ servo 1.5kw

8. Câu hỏi thường gặp về động cơ servo 1.5kw

• Động cơ servo 1.5kw khác motor bước (step) cùng công suất thế nào? Servo có encoder phản hồi nên không mất bước khi quá tải, chạy êm ở tốc độ cao, mô-men giữ ổn định trên cả dải tốc độ; motor bước rẻ hơn nhưng mô-men giảm nhanh khi tăng tốc và có thể trượt bước.
• Servo 1.5kw có dùng được với driver hãng khác không? Thường không, vì mỗi hãng dùng giao thức encoder và thông số motor riêng. Nên dùng motor và driver cùng bộ, cùng công suất.
• Servo 1.5kw dùng điện 220V hay 380V? Dòng ST trong dải công suất này dùng driver 220V AC; một số driver cho phép cấp 1 pha hoặc 3 pha 220V.
• Mô-men cực đại 15 Nm của mã 110ST-M05030 dùng được trong bao lâu? Mô-men cực đại chỉ dùng trong thời gian ngắn khi tăng tốc hoặc vượt tải đột ngột; khi chạy lâu dài nên giữ tải trong phạm vi mô-men định mức 5 Nm để motor không quá nhiệt.
• Nên chọn servo 1.5kw tốc độ 3000 hay 1500 vòng/phút? Mã 3000 vòng/phút phù hợp máy cần tốc độ cao và tải nhẹ; mã 1500 – 2000 vòng/phút cho mô-men lớn hơn ở cùng công suất, hợp máy ép, máy cuốn, trục nặng.
• Encoder 2500 xung và encoder 17 bit khác nhau ra sao? Encoder 2500 xung/vòng là loại tương đối, cần về gốc khi bật máy; encoder tuyệt đối 17 bit có độ phân giải cao hơn nhiều và nhớ vị trí khi mất điện (có pin), phù hợp robot và trục cần độ chính xác cao.
• Có cần phanh từ cho servo 1.5kw không? Cần khi motor kéo trục đứng hoặc tải có thể tự trôi khi mất điện, như trục Z máy CNC, thang nâng. Trục ngang thông thường không bắt buộc.
• Servo 1.5kw có ghép hộp số được không? Được. Hộp số hành tinh mặt bích vuông 110 mm lắp trực tiếp, giúp tăng mô-men và giảm tỉ số quán tính, hay dùng cho bàn xoay, băng tải định vị.
• Vì sao servo 1.5kw bị rung hoặc kêu khi dừng? Thường do hệ số khuếch đại (gain) của driver chưa phù hợp với quán tính tải, khớp nối bị lệch tâm hoặc kết cấu máy chưa đủ cứng. Cần chạy chức năng tự dò (auto tuning) của driver và kiểm tra lại cơ khí.

Cần công suất nhỏ hơn có thể xem động cơ servo 1.2kw. Cần công suất lớn hơn có thể xem động cơ servo 1.8kw. Các mức công suất khác có trong danh mục động cơ servo.