Servo không còn quá xa lạ, bởi những ưu điểm và tính tối ưu trong sản xuất và vận hành của nó mà Servo được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và tự động hóa khác nhau. Tốc độ và độ chính xác cao giúp các hoạt động công nghiệp được diễn ra hiệu quả hơn và tối ưu hơn về mặt chi phí.
Có được những ưu điểm vượt trội như vậy cần có Bộ điều khiển Servo (servo drive) hoạt động hiệu quả và chính xác. Dưới đây là những thông tin về Bộ điều khiển này, chức năng và nguyên lý hoạt động của nó.
1. Bộ điều khiển Servo là gì
Hệ thống servo muốn hoạt động chuẩn xác cần có sự kết hợp của 4 bộ phận sau:
- Bộ điều khiển
- Bộ truyền servo hoặc bộ khuếch đại servo
- Động cơ
- Thiết bị phản hồi
Trong sản xuất công nghiệp, động cơ servo motor chính là loại cảm biến giúp phản hồi vị trí, là một bộ code hóa đem lại độ chính xác cao hơn các loại cảm biến thông thường.
Bộ điều khiển (Servo drive) có nhiệm vụ nhận tín hiệu lệnh điều khiển (xung/analog) từ PLC và truyền lệnh đến động cơ servo để điều khiển động cơ servo hoạt động theo lệnh, đồng thời nhận tín hiệu phản hồi liên tục về vị trí và tốc độ hiện tại của động cơ servo từ encoder.
2. Chức năng:
Bộ điều khiển cung cấp nguồn cho động cơ servo đúng lượng, đúng thời điểm để điều khiển vị trí, tốc độ và mô men tương ứng với các đầu vào từ bộ điều khiển chuyển động, phản hồi từ bộ mã hóa xung vòng quay và từ bản thân động cơ servo.
Chức năng khác của bộ điều khiển:
- Truyền thông với bộ điều khiển chuyển động
- Đọc phản hồi từ bộ mã hóa xung vòng quay và điều chỉnh thời gian thực cho mạch vòng điều khiển kín.
- Xử lý các tín hiệu vào/ra ví dụ như các thiết bị an toàn, chế độ đầu vào và các tín hiệu đầu ra về trạng thái hoạt động.
- Điều khiển năng lượng cho động cơ.
3. Nguyên lý hoạt động
Sơ đồ mạch điều khiển động cơ servo
Một động cơ servo công nghiệp đơn giản bao gồm một động cơ DC nam châm vĩnh cửu với một máy đo tốc độ tích hợp cung cấp điện áp đầu ra tỷ lệ với tốc độ. Thiết bị điện tử truyền động cung cấp điện áp và dòng điện cần thiết cho động cơ dựa trên điện áp được cấp lại từ máy đo tốc độ. Trong ví dụ này, tốc độ theo lệnh (được biểu thị dưới dạng điện áp tham chiếu) được đặt trong trình điều khiển, sau đó mạch điện trong trình điều khiển so sánh điện áp phản hồi của máy đo tốc độ và xác định xem tốc độ mong muốn đã được hoàn thành hay chưa – được gọi là vòng vận tốc khép kín. Vòng vận tốc theo dõi vận tốc theo lệnh và phản hồi của máy đo tốc độ, trong khi người lái điều chỉnh công suất cho động cơ để duy trì vận tốc theo lệnh mong muốn.
Trong một hệ thống động cơ servo phức tạp hơn, nhiều vòng lặp nhúng được điều chỉnh để có hiệu suất tối ưu nhằm cung cấp khả năng điều khiển chuyển động chính xác. Hệ thống bao gồm các vòng lặp dòng điện, vận tốc và vị trí sử dụng các yếu tố phản hồi chính xác. Mỗi vòng lặp báo hiệu vòng lặp tiếp theo và giám sát các phần tử phản hồi thích hợp để thực hiện các hiệu chỉnh trong thời gian thực để phù hợp với các tham số được chỉ huy.
Bộ điều khiển điện động cơ servo sử dụng một hàng các transistor công suất được gọi là Transistor có cực điều khiển cách ly (IGBT) để kiểm soát năng lượng đưa vào động cơ servo.
IGBT có khả năng chuyển mạch nhanh với dòng lớn.
IGBT được điều khiển bằng các thiết bị điện tử nhằm sản sinh ra các dạng điện áp, dòng điện, tần số, phân cực và pha đặc thù cung cấp cho động cơ servo.
4. Ứng dụng
Trên thị trường hiện nay, người thường sử dụng các loại động cơ Servo, ứng dụng phổ biến nhất là trong lĩnh vực điện và điện tử. Với ưu điểm về tốc độ và độ chính xác cao nên được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
- Điều khiển vận chuyển: việc di chuyển các thiết bị, máy móc trong nhà kho thông qua hệ thống băng tải. Động cơ servo sẽ giúp điều khiển tốc độ vận hành của băng tải.
- Sản xuất nhựa: hệ thống điều khiển Servo giúp tiết kiệm điện hơn trong quá trình sản xuất khuôn mẫu.
- Điện – điện tử: Máy lắp chính là thiết bị lắp các linh kiện điện tử, chẳng hạn như các chip LSI lên trên bảng mạch, cần đạt tốc độ cao và độ chính xác tuyệt đối.
- Sản xuất thực phẩm: áp dụng trong quy trình sản xuất thực phẩm, nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Máy cắt bao bì nilong: Động cơ servo đảm bảo được độ chính xác và ổn định giúp thành phẩm được tạo ra đảm bảo tính thẩm mỹ và chất lượng.
- Cánh tay robot
- Ngoài ra còn được ứng dụng trong máy đóng gói, máy in.vv.
Trên đây là một số thông tin bổ ích về Bộ điều khiển Servo.
Hãy liên lạc với chúng tôi để được hướng dẫn trực tiếp từ các chuyên viên kỹ thuật.
Tìm hiểu thêm một số thông tin kỹ thuật tại đây