Servo Drive là gì? Ứng dụng và tiêu chí lựa chọn phù hợp Bộ điều khiển động cơ Servo

Bộ điều khiển - Servo Drive là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống Servo vốn được ứng dụng đa dạng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, cơ khí,... Hệ thống Servo có hiệu suất cao, khả năng điều khiển chính xác,... nên ngày càng được ưa chuộng. Vậy Servo Drive là gì? Cùng MC&TT tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây nhé!

Servo drive là gì?
Servo Drive (khuếch đại Servo) là một bộ phận quan trọng tạo nên một hệ thống Servo. Các bộ phận còn lại là Mạch điều khiển, động cơ Servo, trục, chiết áp, bánh răng truyền động và bộ mã hóa (encoder).

Chức năng chính của Drive Servo là nhận các lệnh từ bộ điều khiển trung tâm ( từ PLC, máy tính…) và chuyển đổi thành các tín hiệu điện để điều khiển vị trí, tốc độ, momen của servo motor. Lúc này động cơ sẽ chạy chính xác theo lệnh từ plc, máy tính.

Nhiều người thường nhầm lẫn giữa driver servo và Biến tần. Cả hai đều là thiết bị điều khiển động cơ, nhưng chúng có những điểm khác biệt cơ bản:

Drive Servo:

• Độ chính xác: Độ chính xác cao, đặc biệt trong điều khiển vị trí và tốc độ
• Sử dụng điều khiển hồi tiếp vòng kín, nó liên tục nhận tín hiệu phản hồi từ encoder của động cơ để điều chỉnh hoạt động, đảm bảo độ chính xác cao.
• Ứng dụng: Thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như robot, máy CNC, máy đóng gói,…

Biến tần:

• Độ chính xác: Độ chính xác thấp hơn Drive Servo
• Có nhiều phương pháp điều khiển: vòng kín, vòng hở, V/f,…
• Ứng dụng: Biến tần thường được dùng để điều khiển tốc độ chuyển động động cơ như băng tải, bơm và quạt, thang máy, cẩu trục, máy móc công nghiệp,…

Nguyên lý hoạt động của servo drive
Để có thể hiểu được vai trò quan trọng của servo drive đối với các cấu thành khác trong hệ thống Servo, chúng ta cần tìm hiểu nguyên lý hoạt động và cách mà các thành phần của hệ thống servo kết hợp với nhau.

Hệ thống Servo là một hệ thống kín, tự tạo ra những quyết định để hiệu chỉnh hoạt động của nó nhằm đạt được độ chính xác cao theo yêu cầu của chương trình đã được lập trình. Bộ điều khiển sẽ khởi động toàn bộ hệ thống Servo để thực hiện những chương trình đã được cài đặt bằng cách gửi tín hiệu đến bộ khuếch đại (Servo Drive). Khi nhận được tín hiệu xung, Servo Drive sẽ thay đổi tần số của dòng điện để khiến motor servo tạo ra một lực mô-men chính xác theo yêu cầu.

Bộ phản hồi sau đó sẽ đánh giá vị trí, tốc độ tạo ra bởi Motor servo so với yêu cầu của chương trình sẽ được ghi vào bộ nhớ của trung tâm điều khiển và phản hồi lại cho bộ điều khiển. Bộ điều khiển sau đó sẽ hiệu chỉnh những tín hiệu phát ra để điều chỉnh hoạt động hệ thống cũng như thu hẹp sai số. Các tín hiệu cứ như vậy thay đổi và di chuyển liên tục qua bộ khuếch đại trước khi được gửi đến motor để đạt được độ chính xác như mong muốn ban đầu.

Lợi ích của servo drive
Servo Drive có kích thước nhỏ gọn, không cồng kềnh, có khả năng liên tục khuếch đại những tín hiệu với sự khác biệt nhỏ để motor servo hoạt động chính xác theo yêu cầu. Bên cạnh đó, thiết bị này có khả năng chuyển đổi tần số linh hoạt với chất lượng cao, tốc độ khuếch đại cao, liên tục và lên đến 1µm.

Không chỉ có vậy, servo drive còn có khả năng điều khiển vị trí, mô-men với dung sai trong phạm vi cực kỳ hẹp. Ngoài ra, Servo Drive còn đóng vai trò là một kênh giao tiếp trong hệ thống servo. Bộ phận này chính là cầu nối để cả hệ thống - gồm những thành phần sử dụng những ngôn ngữ riêng - thực hiện một công việc chung một cách chính xác theo yêu cầu đề ra. Với tính năng càng mạnh mẽ, servo drive sẽ cho phép hệ thống servo đạt độ chính xác càng lớn và hiệu quả càng cao.

Ứng dụng của servo drive trong các máy công nghiệp
Hiện nay, servo drive được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực và máy móc công nghiệp.

• Công nghiệp: Robot công nghiệp, máy CNC (Computer Numerical Control), máy đóng gói, máy in…
• Tự động hóa: Điều khiển van, cửa, băng tải…
• Y tế: Thiết bị y tế, robot phẫu thuật…

Lưu ý khi lựa chọn Driver Servo cho động cơ Servo
Việc lựa chọn đúng loại Driver Servo cho động cơ Servo là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Dưới đây là một số lưu ý cần quan tâm khi lựa chọn:

• Công suất của bộ điều khiển phải lớn hơn hoặc bằng công suất của Motor Servo.
• Dòng định mức của bộ điều khiển phải phù hợp với điện định mức của động cơ. Đồng thời cũng cần xem xét đến dòng điện đỉnh của động cơ khi thực hiện các hoạt động khởi động hoặc tăng tốc đột ngột.
• Điện áp cung cấp cho bộ điều khiển phải tương thích với điện áp của nguồn điện và động cơ.
• Tần số làm việc của bộ điều khiển phải đảm bảo động cơ có thể đạt được tốc độ tối đa mong muốn.

Một số dòng sản phẩm servo drive phổ biến hiện nay
Servo Drive chia làm 2 loại chính là AC Servo Drive và DC Servo Drive tương ứng với động cơ AC Server và DC Servo.

Thị trường Drive Servo hiện nay vô cùng đa dạng với nhiều thương hiệu và dòng sản phẩm khác nhau, mỗi loại đều có những ưu điểm và ứng dụng riêng.