Động cơ servo là gì? Ứng dụng servo motor trong thiết bị y khoa

Động cơ servo là một thiết bị tự động, có cảm biến phản hồi để điều chỉnh hành động. Motor servo là một bộ phận của hệ thống điều khiển, cung cấp lực chuyển động cần thiết cho những thiết bị, máy móc khi vận hành. Các loại motor servo được sử dụng phổ biến hiện nay là động cơ servo AC và DC.

Động cơ servo là gì?

Servo motor là gì? Động cơ servo là một thiết bị tự động, có cảm biến phản hồi để điều chỉnh hành động. Nó là một bộ phận của hệ thống điều khiển, cung cấp lực chuyển động cho những thiết bị, máy móc khi vận hành. Với công nghệ driver servo, nó còn được biết đến như driver máy tính.

Servo motor là gì? 

Nguyên lý hoạt động của motor servo là gì?

Trước tiên, bạn cần biết nguyên lý hoạt động cơ bản của motor servo. Rotor của động cơ servo là một nam châm vĩnh cửu, có từ trường mạnh, còn stator là những cuộn dây được cấp điện theo trình tự thích hợp. Nếu thời điểm và dòng điện cấp đến những cuộn dây là chuẩn xác, chuyển động quay của rotor phụ thuộc rất lớn vào tần số, pha của từ trường, được tạo ra bởi rotor, stator, phân cực và dòng điện chạy trong cuộn dây stator.

Về cơ bản, motor servo hoạt động theo nguyên tắc hệ thống hồi tiếp vòng trong sinh công cơ học từ trường. Nghĩa là động cơ servo được nối với mạch điều khiển, có thể nhận biết những tín hiệu sai hoặc bất kỳ sự ngăn cản nào khi vận hành thiết bị. Sau đó, mạch điều khiển sẽ tự chỉnh sai lệch để đạt được điểm chính xác nhất khi hoạt động.

Cấu tạo động cơ servo là gì?

Motor servo gồm các bộ phận chính là: stator và rotor. Đây cũng là hai bộ phận quan trọng và đặc trưng quyết định hiệu quả, cách hoạt động của servo motor. Bằng việc thay đổi những thông số kỹ thuật của stator và rotor, những người thiết kế sẽ quyết định được năng suất, tính năng của thiết bị có sử dụng động cơ servo.

Đối với từng loại servo motor, bạn sẽ sử dụng thêm những bộ phận khác như: kẹp, bộ chỉnh lưu, chổi than,... Mỗi bộ phận sẽ hỗ trợ những mục đích khác nhau của thiết bị máy.

Dựa vào nhu cầu sử dụng, nhà sản xuất có thể tạo ra những loại động cơ servo khác nhau. Có hai loại motor servo được sử dụng phổ biến: động cơ servo AC và DC.

Cấu tạo của motor servo gồm rotor và stator

Những loại mô tơ servo phổ biến hiện nay

Động cơ servo AC

Đây là loại động cơ cho phép chuyển tải trên dòng điện có điện áp cao, đem lại cơ năng rất lớn. Do đó, motor servo AC được sử dụng trong những dây chuyền sản xuất lớn, có mặt ở các thiết bị máy của nhà máy lớn. Motor servo AC dùng nguồn điện một chiều, có điện áp lớn.

• Rotor: Một nam châm vĩnh cửu có từ trường cao.
• Stator: Cuộn dây dẫn điện được cấp nguồn làm quay rotor.

Ưu điểm: Động cơ servo AC có công suất lớn, hiệu suất cao, khi hoạt động không quá nóng, ít tiếng ồn,... phù hợp cho hệ thống sản xuất lớn.

Nhược điểm: Hệ thống điều khiển phức tạp, giá thành mua động cơ servo AC khá cao.

Động cơ DC servo

Động cơ DC servo được sử dụng phổ biến trong những thiết bị máy cơ bản và không quá cồng kềnh như: máy bơm nước, quạt làm mát,... Động cơ DC servo chia thành 2 loại gồm động cơ DC servo sử dụng điện 1 chiều và 2 chiều. Loại motor này có cấu tạo gần giống như động cơ AC nhưng chạy dòng điện nhỏ hơn.

Ưu điểm: Động cơ DC servo nhỏ gọn, tốn ít điện năng tiêu hao, khá rẻ tiền,...

Nhược điểm: Khi hoạt động, động cơ DC servo tạo ra lượng nhiệt cao, gây ra tiếng ồn, tốc độ và hiệu suất quay thấp.

Ứng dụng của điều khiển servo trong ngành Y tế

Ứng dụng trong máy sản xuất khẩu trang

Sử dụng PLC, HMI và bộ động cơ AC servo điều khiển máy sản xuất khẩu trang y tế giúp tăng năng suất và hiệu quả hoạt động.

Lợi ích của động cơ AC servo đối với máy sản xuất khẩu trang:

• Tăng tốc độ máy.
• Đảm bảo khả năng đồng bộ tốc độ giữa những cơ cấu và các khâu khác trong sản xuất.
• Dễ dàng điều khiển và vận hành.
• Đối với máy sản xuất khẩu trang, bạn nên chọn động cơ servo có tích hợp truyền thông CANopen: DA200, DA180, giúp tốc độ truyền dữ liệu nhanh, loại bỏ tình trạng nhiễu hệ thống do sóng cao tần, tăng năng suất và chất lượng thành phẩm.

Ứng dụng của motor servo Panasonic - Nhật Bản trong hệ thống hỗ trợ tập luyện và phân tích dáng đi AR

Ứng dụng trong hệ thống máy đóng gói

Sử dụng PLC/HMI, động cơ AC servo để điều khiển máy đóng gói giúp tăng 30% hiệu suất vận hành. Đồng thời, thiết bị còn giúp hệ thống hoạt động ổn định, độ chính xác cao, dễ dàng thay đổi định lượng, kích thước của bao bì sản phẩm.

Lợi ích khi áp dụng motor servo AC trong máy đóng gói:

• Những bộ phận trong hệ thống hoạt động đồng bộ, êm ái, không bị rung lắc.
• Tốc độ hoạt động cao, phản hồi tốc độ nhanh, tần số đáp ứng lên đến 2kHz.
• Hệ thống có khả năng điều khiển vị trí, tốc độ và momen chính xác.
• Hệ thống cắt chính xác, sai số định lượng khoảng 2%, sai số cắt dưới 0,5mm.
• Hệ thống có thể tự điều chỉnh tốc độ khi phần cơ khí bị bào mòn.
• Dễ dàng thay đổi định lượng, kích thước của sản phẩm và lưu thông số.

Ứng dụng của motor servo trong hệ thống máy đóng gói

Ứng dụng trong điều khiển robot

Motor servo AC có nhiều tính năng điều khiển như: xác định tốc độ, vị trí, lực xoắn, mang lại hiệu suất làm việc cao. Đồng thời, bộ phận còn giúp hệ thống vận hành mạnh mẽ, hoạt động ổn định, phù hợp với những bộ điều khiển robot.

Lợi ích của motor servo AC trong điều khiển robot:

• Điều khiển robot đơn giản, dễ dàng.
• Phù hợp với những bộ điều khiển khớp nối robot.
• Có thể tự động điều chỉnh độ khuếch đại để nhanh chóng đạt được hiệu suất tối ưu cho từng khớp nối.
• Giúp hệ thống robot hoạt động chính xác và linh hoạt. Một số động cơ servo cao cấp còn có độ chính xác của vị trí lặp lại lên đến ±0.01mm.

Qua bài viết trên, CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ PHÚ THÁI đã cung cấp những thông tin cơ bản về nguyên lý hoạt động, cấu tạo, các loại motor và ứng dụng của động cơ servo trong ngành Y tế. Hy vọng bạn đã biết thêm những thông tin hữu ích để chọn được loại motor servo phù hợp với ngân sách và nhu cầu sử dụng.