Giỏ hàng

Bộ điều khiển servo là gì? Khái niệm và nguyên lý hoạt động

30/09/2024
Tin tức

Bộ điều khiển servo mang đến khả năng kiểm soát chính xác vị trí và tốc độ, đảm bảo hiệu suất cao cho các hệ thống tự động hóa. Đây là giải pháp lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp hiện đại.

Bộ điều khiển servo là một trong những thành phần quan trọng trong các hệ thống công nghiệp hiện đại nhờ độ chính xác và linh hoạt cao.

Vậy bộ điều khiển servo là gì? Và nguyên lý hoạt động của nó ra sao mà có thể đáp ứng được những yêu cầu khắt khe như vậy? 

Hãy cùng tìm hiểu về bộ điều khiển servo và cách thức hoạt động của nó để hiểu rõ hơn về vai trò của nó trong các hệ thống tự động hóa.

1. Khái niệm bộ điều khiển servo

Bộ điều khiển servo (Servo drive) là một hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vòng kín, đóng vai trò như bộ não của hệ thống servo.

Bộ điều khiển 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 nó cũng nhận tín hiệu phản hồi liên tục về vị trí và tốc độ hiện tại của động cơ servo từ encoder.

 Khái niệm bộ điều khiển servo
 Khái niệm bộ điều khiển servo

Để đảm bảo bộ điều khiển servo hoạt động đúng cách, cần sự tương tác hài hòa của bốn thành phần cơ bản sau:

  • Bộ khuếch đại servo hay bộ truyền servo
  • Bộ điều khiển
  • Thiết bị phản hồi
  • Động cơ

2. Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển servo

Bộ điều khiển servo hoạt động theo nguyên lý vòng kín (close-loop), một bộ mã hóa (encoder) được gắn vào động cơ.

  • Hệ thống servo sẽ nhận tín hiệu đầu, thường là một giá trị tham chiếu tương ứng với vị trí, vận tốc hoặc mô-men xoắn mong muốn.
  • Bộ điều khiển servo sẽ so sánh tín hiệu đầu vào với tín hiệu phản hồi từ thiết bị cảm biến, xác định sự chênh lệch giữa vị trí thực tế của động cơ và vị trí mong muốn.
  • Kết quả so sánh này tạo ra một tín hiệu sai số (error signal). Tín hiệu sai số càng lớn nghĩa là động cơ càng lệch xa so với vị trí mong muốn.
  • Bộ điều khiển sử dụng tín hiệu sai số này để tính toán và tạo ra tín hiệu điều khiển (control signal) gửi đến động cơ servo.
  • Tín hiệu này điều chỉnh điện áp, dòng điện hoặc tần số đưa vào động cơ, nhằm thay đổi tốc độ quay hoặc mô-men xoắn của động cơ sao cho giảm thiểu sai số.
  • Động cơ servo sẽ quay theo tín hiệu điều khiển để đưa trục của nó đến vị trí hoặc tốc độ yêu cầu.
  • Thiết bị phản hồi như encoder hoặc resolver sẽ liên tục gửi tín hiệu vị trí hoặc vận tốc hiện tại của trục động cơ trở lại bộ điều khiển.
  • Bộ điều khiển liên tục theo dõi tín hiệu phản hồi và điều chỉnh tín hiệu điều khiển cho đến khi sai số giảm xuống bằng không hoặc nằm trong giới hạn cho phép.
  • Khi đạt đến vị trí hoặc vận tốc mong muốn, sai số sẽ bằng không, và bộ điều khiển ngừng điều chỉnh tín hiệu đầu ra, giữ cho động cơ ở trạng thái ổn định.
Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển servo
Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển servo

Nhờ vào nguyên lý hoạt động này, bộ điều khiển servo có khả năng điều khiển chuyển động chính xác đến từng phần nghìn của độ. 

Điều này sẽ đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả ngay cả trong những ứng dụng phức tạp như robot công nghiệp, máy CNC, và các thiết bị tự động hóa khác.

>> Duy trì dòng điện liên tục với bộ chuyển đổi nguồn điện tự động

3. Vai trò của bộ điều khiển servo trong tự động hóa

Trong thế giới tự động hóa và điều khiển hiện đại, các hệ thống máy móc ngày càng yêu cầu độ chính xác và linh hoạt cao hơn để đáp ứng nhu cầu sản xuất và vận hành. 

Một trong những thành phần quan trọng giúp đạt được điều này chính là bộ điều khiển servo. 

Bên cạnh việc cung cấp nguồn cho động cơ servo theo lệnh, bộ điều khiển servo còn đóng nhiều vai trò quan trọng như:

3.1. Truyền thông với bộ điều khiển khác

Bộ điều khiển servo có khả năng truyền thông với các bộ điều khiển chuyển động khác, giúp đảm bảo đồng bộ hóa trong quá trình làm việc.

Vai trò của bộ điều khiển servo trong tự động hóa
Vai trò của bộ điều khiển servo trong tự động hóa

3.2. Đọc phản hồi để điều chỉnh thời gian thực 

Bộ điều khiển servo sẽ liên tục đọc tín hiệu phản hồi từ bộ mã hóa xung vòng quay. 

Từ đó đảm bảo vị trí, tốc độ của động cơ servo luôn được điều chỉnh chính xác, trong thời gian thực.

3.3. Xử lý các tín hiệu vào/ra

Bộ điều khiển servo có khả năng xử lý tín hiệu vào ra, bao gồm tín hiệu từ các thiết bị an toàn, chế độ đầu vào cùng tín hiệu đầu ra về trạng thái hoạt động hệ thống.

3.4. Điều khiển năng lượng cho động cơ 

Bộ điều khiển servo quản lý việc cung cấp năng lượng cho động cơ servo, giúp năng lượng sử dụng hiệu quả, tiết kiệm.

Bộ điều khiển servo ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
Bộ điều khiển servo ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

Do đó, ta thường thấy bộ điều khiển servo thường được ứng dụng trong các lĩnh vực của ngành công nghiệp hoặc sản xuất tự động như:

  • Trong máy bay điều khiển bằng sóng vô tuyến: điều khiển vị trí và chuyển động của thang máy.
  • Trong rô bốt: điều khiển chuyển động của robot vì khả năng bật tắt mượt mà và định vị chính xác.
  • Trong ngành hàng không vũ trụ: duy trì chất lỏng thủy lực trong hệ thống thủy lực.
  • Trong các thiết bị điện tử như DVD hoặc đầu phát Blue-ray Disc: mở rộng hoặc phát lại các khay đĩa.
  • Trong ô tô: duy trì tốc độ của xe …

Bộ điều khiển thường được xem như trái tim của hệ thống tự động hóa, giúp điều hành thiết bị như động cơ, van, bơm, thiết bị khác. 

Bằng cách này, quá trình sản xuất và các hoạt động khác sẽ diễn ra một cách chính xác, hiệu quả.

0.0           0 đánh giá
0% | 0
0% | 0
0% | 0
0% | 0
0% | 0
Bộ điều khiển servo là gì? Khái niệm và nguyên lý hoạt động

Cám ơn bạn đã gửi đánh giá cho chúng tôi! Đánh giá của bạn sẻ giúp chúng tôi cải thiện chất lượng dịch vụ hơn nữa.

Gửi ảnh thực tế

Chỉ chấp nhận JPEG, JPG, PNG. Dung lượng không quá 2Mb mỗi hình

ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM

  • Lọc theo:
  • Tất cả
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Chia sẻ

Bài viết liên quan