Bài thuyết trình về động cơ servo

1. Động cơ AC Servo
Môn học: Trang bị điện – điện tử trong máy công nghiệp

2. Mục lục
1. Khái niệm, định nghĩa và định nghĩa
2. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
3. Đặc điểm kĩ thuật và các thông số đáng lưu ý
4. Dấu hiệu nhận biết
5. Ứng dụng

3. 1. Khái niệm, định nghĩa và phân
loại
 Động cơ 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.
 Có vai trò là đầu tàu cung cấp lực kéo,
giúp cho các dây chuyền, 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.
 Bắt buộc phải được kết nối với một cơ cấu
truyền động cơ khí nào đó để cung cấp cơ
năng cho máy móc thông qua chuyển động
quay liên tục của mình.

4.  Trong kỹ thuật điều khiển, động cơ servo là một thiết bị tự động có cảm biến
(encoder) phản hồi để điều chỉnh hành động. Servo là một bộ phận của hệ
thống điều khiển, cung cấp lực chuyển động cần thiết cho các thiết bị máy
móc khi vận hành. Với công nghệ Driver Servo thì nó còn được biết đến
tương tự như Driver máy tính.

5. Phân loại
Kiểu
chuyển
động
Quay
theo vị
trí
Quay
liên tục
Quay tuyến
tính

6. Cơ sở tín
hiệu hoạt
động
Tương tự
Tín hiệu
số
1 dạng động cơ AC
servo chuẩn
Điều chỉnh tốc độ
thông qua: ngắt và gửi
xung
Phạm vi: 4,8 – 6V
Sử dụng bộ vi xử lí nhỏ
Hoạt động ở các xung
điện áp tần số cao
Có thể gửi tối đa 300
xung/s
Có thể gửi 50 xung/s
Tiêu thụ nhiều năng
lượng

7. Cơ sở
nguồn cấp
2 pha
3 pha

8. Ưu điểm của động cơ AC servo
 Chúng có chi phí thấp.
 Ít phải bảo trì
 Có trọng lượng nhẹ hơn với kích thước nhỏ hơn so với
động cơ servo DC.
 Tốc độ cao

9. 2. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
 Stator bao gồm một cuộn dây được quấn
quanh lõi, cấp nguồn để cung cấp lực cần
thiết làm quay rotor.
 Rotor được cấu tạo bởi nam châm vĩnh
cửu/nam châm điện có từ trường mạnh
 Encoder được gắn sau đuôi động cơ để
phản hồi chính xác tốc độ và vị trí của động
cơ về bộ điều khiển.
Stator

10. Được làm bằng nam châm vĩnh cửu hoặc được cấu tạo từ một lõi thép
được quấn dây, khi có dòng điện chạy qua sẽ trở thành một nam châm
điện.
Rotor

11. Encoder
Chức năng chính: chuyển đổi tín hiệu quay của trục động cơ thành các dạng tín hiệu
Analog (tín hiệu tương tự) hoặc Digital (tín hiệu số). Tín hiệu này được sử dụng để
giám sát và điều khiển động cơ Servo.

12. Nguyên lý hoạt động

14. 3. Đặc điểm kĩ thuật và thông số đáng lưu ý
AC
servo
Đặc tính cơ
Độ nhạy
cao
Phản hồi
nhanh
Khả năng
điều khiển
tốt
Hoạt động
ổn định
Điều chỉnh
tuyến tính
tốt
Khi hoạt động, động cơ hầu như không có dao
động, hiệu suất cao hơn 90%, sinh nhiệt thấp,
điều khiển tốc độ cao, điều khiển vị trí chính
xác cao (tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã
hóa), khu vực hoạt động định mức. Bên trong,
nó có thể đạt được mô-men xoắn không đổi,
quán tính thấp, tiếng ồn thấp, không cần bảo
dưỡng (thích hợp với môi trường cháy nổ và có
bụi)
Các thông số điều khiển AC Servo cần phải
được điều chỉnh tại chỗ để xác định các thông
số PID và cần có nhiều kết nối hơn.

15. Thông số kĩ thuật
1. Độ chính xác encorder ( Encorder resolution)
2. Điện áp vào - tần số
3. Khả năng chịu được giảm áp hoặc quá áp
4. Phương thức điều khiển ( Control method)
5. Hãm động năng ( Brake option)
6. Tần số ngõ vào lớn nhất
7. Ngõ ra
8. Giới hạn nhiệt độ môi trường lúc hoạt động
9. Giới hạn nhiệt độ môi trường lúc cất kho
10. Dãy điều khiển tốc độ
11. Dạng trục

16. 4. Dấu hiệu nhận biết và so sánh
Động cơ servo
• Dùng trong bộ điều khiển vòng kín
• Có tín hiệu phản hồi, ít bị lỗi
• Tốn kém
• Kích thước lớn hơn
• Có momen thấp hơn so với động cơ
bước
• Có momen rất lớn
• Cần encoder và hộp số điều khiển
chính xác
• Tốc độ cao hơn
• Có rung động ở vị trí dừng
Động cơ bước
• Dùng trong bộ điều khiển vòng hở
• Không có tín hiệu phản hồi, dễ bị lỗi
• Ít tốn kém hơn động cơ servo
• Kích thước nhỏ
• Ở tốc độ thấp có momen lớn
• Ở tốc độ cao có momen nhỏ
• Không cần dùng encoder
• Tốc độ thấp hơn
• Không rung ở vị trí dừng

17. Động cơ AC servo Động cơ DC Động cơ AC 1 pha
Cấu tạo - Rotor
- Stator
- Có Encorder
-Rotor: phần lõi được quấn các
cuộn dây để tạo thanh nam
châm điện
-Có sử dụng chổi than
- Stator
- Rotor
Nguyên lí hoạt động AC Servo Motor hoạt động theo
nguyên tắc PWM (Điều chế độ
rộng xung), có nghĩa là góc quay
của nó được điều khiển bởi thời
lượng của xung được áp dụng cho
mã PIN điều khiển của nó. Về cơ
bản động cơ servo được tạo thành
từ động cơ DC được điều khiển
bởi một điện trở thay đổi (chiết áp)
và một số bánh răng.
Phần chính của động cơ điện
gồm phần đứng yên (stator) và
phần chuyển động (rotor) được
quấn nhiều vòng dây dẫn hay
có nam châm vĩnh cửu. Khi
cuộn dây trên rotor và stato
được nối với nguồn điện, xung
quanh nó tồn tại các từ trường,
sự tương tác từ trường của
rotor và stator tạo ra chuyển
động quay của rotor quanh trục
hay 1 mômen.
Từ trường sẽ liên tục quét qua
các thanh dẫn của rôto, làm
xuất hiện một sức điện động
cảm ứng. Vì dây quấn rôto
đang kín mạch nên sức điện
động này sẽ tạo dòng điện ở
trong các thanh dẫn của rôto.
Các thanh dẫn có dòng điện lại
nằm bên trong từ trường, nên
chúng sẽ tương tác với nhau,
tạo ra lực điện từ được đặt vào
các thanh dẫn.

18. 5. Ứng dụng

19. a. Cửa tự động
Cửa tự
động
Bộ điều
khiển
Motor
Tai treo
Dây
curoa
Thanh
ray/
nắp cửa

20. Nguyên lí hoạt động của cửa tự động
 Cảm biến của cửa tự động còn được gọi là mắt thần.Chúng có nhiệm vụ quét vùng xem có chuyển động,vật cản
nằm trong bán kính quét hay không, nếu có cửa sẽ tự động mở ra. Và nhiệm vụ của AC Servo là giúp người điều
khiển kiểm soát được tốc độ mở cửa và vị trí cửa khi mở.
 Ta có thể hình dung qua sơ đồ:

21. b. Máy CNC gỗ
. Loại máy này thường dùng từ 2 cho đến 3 động cơ servo
cho trục ngang, dọc- đối với loại tiện CNC có thêm trục
quay tròn.
Động cơ AC Servo trong máy CNC gỗ được dùng trong
trục chính đóng vai trò quan trọng nhất trong việc phay, tạo
hình khối đến chi tiết cho các sản phẩm, nhờ các ưu điểm
sau:
 Tốc độ xử lý với độ chính xác cao gần như tuyệt đối. Mạch
điều khiển đều, nhanh. Khả năng làm việc lớn và êm.
 Nếu tải đặt vào động cơ tăng, bộ điều khiển sẽ tăng dòng tới
cuộn dây động cơ giúp tiếp tục quay. Tránh hiện tượng trượt
bước như trong động cơ bước.
 Khi hoạt động máy cnc gỗ người dùng có thể điều chỉnh tốc
độ của động cơ servo đạt 100% mà vẫn đảm bảo an toàn.
 Tuổi thọ sử dụng cao. Rất ít gặp sự cố.

23. c. Máy in
• Khối nguồn
• Khối data
• Khối quang
• Khối sấy
• Khối cơ
• Khối điều khiển

24.  => Đối với máy in, để in đẹp, chất lượng cao thì tốc độ dài (m/phút) của trục chính phải đồng bộ
với tốc độ vật liệu đi vào. Đồng thời chiều dài bao cần in phải chính xác. Với những tính năng nổi
trội, AC Servo có thể giải quyết vấn đề này và được sử dụng trong các máy in như offset, in ống
đồng, in flexo, in lụa… trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Lợi ích của AC Servo trong hệ thống máy in:
 Đồng bộ cùng hệ thống trục chính.
 Đưa sản phẩm vào đúng vị trí, giúp in chính
xác.
 Tốc độ in cao, sai số thấp, sản phẩm in đẹp,
giảm phế phẩm.
 Nâng cao năng suất hệ thống.

26. Thank you very much