ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN, ĐỀ TÀI:TÌM HIỂU VỀ HỆ TĐĐ SERVO
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.66 MB, 73 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
*********
tuthienbao.com
ĐỒ ÁN
MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
ĐỀ TÀI:TÌM HIỂU VỀ HỆ TĐĐ SERVO
Giáo viên hướng dẫn
:
THs Nguyễn Đăng Khang
Nhóm sinh viên thực hiện
:
1. Nguyễn Thanh Hiếu
2.Trần Văn Thái
3. Cao Xuân Hướng
4.Phan Thanh Liêm
Lớp
:
ĐH Tự Động Hóa 2_K5
Tháng 12 năm 2012
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
e&f
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
LỜI NÓI ĐẦU
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật,đặc biệt là ngành điện-tự
động hóa đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp.Đối với điều khiển chuyển động
trong các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao,việc điều khiển tốc độ hay vị trí của
các cơ cấu cơ học là hết sức quan trọng.
Một trong những máy móc thông dụng là động cơ, được sử dụng rất rộng rãi
trong các lĩnh vực.Chính vì thế việc điều khiển động cơ và ghép nối chúng thành
một hệ truyền động tự động là vô cùng quan trọng để tính toán sử dụng động cơ.
Sau một thời gian làm việc,nghiên cứu,tham khảo chúng em đã hoàn thành đề tài
“Tìm hiểu về Hệ TĐĐ servo”.Bài làm còn dựa trên nhiều lý thuyết,vì vậy chúng
em đang hoàn thiện và cố gắng thực hiện trong thực tế.
Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN ĐĂNG KHANG và các thầy cô trong
bộ môn đã giúp nhóm em hoàn thành đồ án này.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
MụcLục
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TĐĐ SERVO ......................................3
1 Hệ tđđ servo ..............................................................................................................3
2 Đặc điểm hệ tđđ servo..............................................................................................8
CHƯƠNG II:CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO..............11
1 Sơ đồ khối.................................................................................................................11
2 Sơ đồ nguyên lí............................................................................................11
2.1 Các phần củamột dc servo.........................................................12
2.2 Servo vàđiềubiếnđộrộngxung....................................................12
2.3 Điềukhiển servo...........................................................................14
3 Cácmạchvòngđiềukhiển............................................................................15
CHƯƠNG III:TÌM HIỂU VỀ AC SERVO MOTOR VÀ DRIVER
SGDHSIGMA II-YASKAWA................................................................................16
1 Thông số kĩ thuật....................................................................................................16
1.1 Sự khác biệt so với motor thường....................................................................17
1.2 Các loại và tính năng của servo motor.............................................................20
1.3 Servo Amplifiers..................................................................................................24
2 Sơ đồ đấu dây.......................................................................................................................27
3. Thông số cài đặt và tham số.................................................................................32
3.1 Cài đặt theo đặc điểm thiết bị............................................................................33
3.2 Cài đặt theo máy chủ điều khiển.......................................................................40
3.3 Thiết lập Servo Amplifiers..................................................................................55
3.4 Thiết lập chức năng dừng...................................................................................58
CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG SERVO MOTOR..................................................61
4.1 Làm phim..............................................................................................................62
4.2 Máy hàn.............................................................................................................................63
4.3 Băng tải..............................................................................................................................64
4.4 Máy khoan............................................................................................................65
4.5 Máy dán nhãn...................................................................................................................66
4.6 Hướng phát triển..............................................................................................................69
CHƯƠNG V KẾT LUẬN......................................................................................70
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ TĐĐ SERVO
1. Hệ TĐĐ servo.
Nó là một hệ thống để kiểm soát dụng cụ cơ khí phù hợp với biến đổi vị trí hoặc tốc
độ mục tiêu giá trị.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Cơ cấu định vị:
Hệ thống servo không đơn giản chỉ là một phương pháp thay thế điều khiển vị trí và
tốc độ của các cơ cấu cơ học, ngoài những thiết bị cơ khí đơn giản, hệ thống servo
bây giờ đã trở thành một hệ thống điều khiển chính trong phương pháp điều khiển
vị trí và tốc độ. Sau đây là một số ví dụ về các cơ cấu định vị:
Cơ cấu định vị đơn giản :
Các vị dụ về cơ cấu này đó là xy lanh hay trục cam hay bộ ly hợp và phanh hãm
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Ưu điểm của cơ cấu này đó là đơn giản, rẻ tiền, và có thể hoạt động ở tốc độ cao.
Cơ cấu định vị linh hoạt điều khiển bởi servo motor
Cơ cấu này có thể được điều khiển vòng hở, nửa kín hay vòng kín
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Ưu điểm của cơ cấu này đó là độ chính xác và đáp ứng tốc độ cao, có thể dễ dàng
thay đổi vị trí đich và tốc độ của cơ cấu chấp hành.
Cơ cấu chuyển động định hướng
Cơ cấu này chuyển động theo hướng nhất định được chỉ định từ bộ điều khiển.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Chuyển động có thể là chuyển động tịnh tiến hay quay.
Ưu điểm là cơ cấu chấp hành đơn giản và nâng cao tuổi thọ hộp số truyền động (do
truyền động khá êm).
Backlash và hiệu chỉnh:
Backlash hiểu nôm na đó là giới hạn chuyển động của một hệ thống servo.Tất cả
các thiết bị cơ khí đều có một điểm trung tính giữa chuyển động hoặc quay theo
chiều dương và âm (cũng giống như động cơ trước khi đảo chiều thì vận tốc phải
giảm về 0). Xét một chuyển động tịnh tiến lui và tới như trong hình sau:
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Chuyển động tính tiến này được điều khiển bởi một động cơ servo.Chuyển động tới
và lui được giới hạn bởi một khoản trống như trong hình. Như vậy động cơ sẽ quay
theo chiều dương hoặc chiều âm theo một số vòng nhất định để chuyển động của
thanh quét lên toàn bộ khoản trống đó nhưng không được vượt quá khoản trống
(đây là một trong những điều kiện cốt lõi của việc điều khiển động cơ servo). Giới
hạn này được gọi là backlash. Tuy nhiên trong thực tế độ động cơ quay những vòng
chính xác để con trượt trựơt chính xác và quét lên toàn bộ khoản trống trên là rất
khó thực hiện nếu không có một sự bù trừ cho nó. Và trong hệ thống servo nhất
thiết có những hàm lệnh thực hiện việc bù trừ, hiệu chỉnh này. Như trong hình vẽ
trên, hệ thống servo gởi xung lệnh hiệu chỉnh cộng/trừ số lượng xung lệnh điều
khiển và các xung lệnh hiệu chỉnh này sẽ không được tính đến trong bộ đếm xung.
Hệ thống điều khiển
Có ba dạng :
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Điều khiển vòng hở:
Nghĩa là bộ điều khiển vị trí chỉ đặt lệnh cho động cơ quay mà thôi.
Điều khiển nửa kín:
Ở đây số vòng quay của step motor được mã hóa và hồi tiếp về bộ điều khiển vị trí.
Nghĩa là đến đây thì động cơ step chỉ quay một số vòng nhất định tùy thuộc vào “
lệnh” của bộ điều khiển vị trí, nói cách khác bộ điều khiển vị trí có thể ra lệnh cho
chạy hoặc dừng động cơ theo một lập trình sẵn có tùy thuộc vào ý đồ của người
thiết kế.
Điều khiển vòng kín
Vòng hồi tiếp lúc này không phải hồi tiếp từ trục động cơ về mà vòng hồi tiếp lúc
này là hồi tiếp vị trí của bàn chạy thông qua một thướt tuyến tính. Lúc này bộ điều
khiển vị trí không điều khiển số vòng quay của motor nữa mà nó điều khiển trực
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
tiếp vị trí của bàn chạy. Nghĩa là các sai số tĩnh do sai khác trong các bánh răng hay
hệ thống truyền động được loại bỏ.
Cấu hình của hệ thống servo:
Động cơ servo
Sự khác biệt của động cơ servo so với những động cơ sử dụng cảm ứng từ nói
chung là nó có một máy dò để phát hiện tốc độ quay và vị trí.
Bộ điều khiển (Tính hiệu đầu vào)
Điều khiển tốc độ đông cơ servo quay với một tốc độ tương ứng với tính hiệu điện
áp đầu vào. VÌ vậy nó giám sát tốc độ quay của đông cơ trong mọi thời điểm.
2.Đặc điểm hệ TĐĐ servo.
Dải công suất có giới hạn trên khoảng 30 kW. Vì hệ TĐ không cần được thiết kế
cho chế độ dài hạn
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Quan trọng hơn là giá trị mômen danh định Mb mà hệ TĐ có thể tạo nên và khả
năng quá tải mômen ngắn hạn (Mmax/Mb), gắn liền với tốc độ quay tối đa Nmax
cũng như phạm vi ĐK tốc độ quay, bao gồm cả hai chiều và tốc độ quay bằng
không. Số liệu về khả năng độ chính xác chạy đồng đều ở tốc độ quay thấp tới mức
nào, cần được bổ sung vào tài liệu kỹ thuật. Đối với ĐK đặt vị trí hay đặt góc còn
cần thêm cả các số liệu về độ phân giải của vị trí.
Hiện tại có thể coi các thông số danh định sau đây là giá trị định hướng cho hệ
TĐ Servo:
+Mômen quay danh định Mb: tới 200 Nm (đôi khi có thể tới 500 Nm)
+Quá tải mômen quay Mmax/Mb: 3 ... 10
+Giới hạn trên của tốc độ quay Nmax: 20.000 min-1
+Độ phân giải đo vị trí trục động cơ: tối đa 4.600.000 bước ứng với 0.00010
+Giới hạn dưới của tốc độ quay vẫn bảo đảm quay tròn đều: 0.01 min-1
+Khả năng lặp lại của chuyển động thẳng phía sau hộp số: 0.1 µm
2.1.Đặc điểm
♦ Khả năng quá tải về mômen quay cao (Mmax/Mb ≈ 4 ... 10)
♦ Khả năng giá tốc lớn (dω/dt|max = Mmax/Jges), vốn được coi là đặc điểm quan
trọng của các kết cấu trục chuyển động, dẫn đến đòi hỏi động cơ và các kết cấu đi
kèm (hộp số, côn nối) cần phải có quán tính nhỏ (FI nhỏ)
♦ Công suất động tối đa lớn (limit dynamic power) theo định nghĩa (Biến thiên của
công suất L = Mmax ⋅ |dω /dt|max)
♦ thông thường cần có một phạm vi rộng ĐK tốc độ tuyến tính (kể cả tốc độ quanh
điểm đứng im!)
2.2Một số đòi hỏi khác về kết cấu đối với hệ TĐServo:
Thoát nhiệt tốt kể cả ở trạng thái đứng im (dự kiến sẵn làm mát độc lập)
Ngăn ngừa truyền nhiệt qua trục động cơ tới đối tượng TĐ (tới phụ tải)
(đòi hỏi về cấp chính xác đối với máy công cụ, động cơ KĐB bất lợi với vai trò
động cơ ĐK vì có tổn thất lớn trong
Rotor)
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Sự đồng đều của chuyển động (trước hết ở tốc độ quay nhỏ)
Tích hợp động cơ ĐK trực tiếp vào đối tượng TĐ
(kết cấu gọn,
bền)
Tích hợp khâu đo tốc độ quay và vị trí vào động cơ
ĐK(tiết kiệm không gian và hạ giá thành)
Hình 2:Tích hợp động cơ và cảm
biến đo vị trí,đo tốc độ quay(nhỏ
gọn,giá thành hạ)
Hình 3:Tích hợp động cơ điều khiển và
trục vit bi thành hệ truyền động tuyến tính giả.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
CHƯƠNG II:CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ TRUYỀN ĐỘNG
SERVO
1.Sơ đồ khối.
Hình 4:Sơ đồ khối của hệ truyền động servo.
2.Sơ đồ nguyên lý.
Động cơ DC và động cơ bước vốn là những hệ hồi tiếp vòng hở - ta cấp điện để
động cơ quay nhưng chúng quay bao nhiêu thì ta không biết, kể cả đối với động cơ
bước là động cơ quay một góc xác định tùy vào số xung nhận được.Việc thiết lập
một hệ thống điều khiển để xác định những gì ngăn cản chuyển động quay của
động cơ hoặc làm động cơ không quay cũng không dễ dàng.
Mặt khác, động cơ servo được thiết kế cho những hệ thống hồi tiếp vòng kín.Tín
hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển.Khi động cơ quay, vận tốc
và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bầt kỳ lý do nào ngăn
cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa
đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ
đạt được điểm chính xác.
Động cơ servo có nhiều kiểu dáng và kích thước, được sử dụng trong nhiếu máy
khác nhau, từ máy tiện điều khiển bằng máy tính cho đến các mô hình máy bay và
xe hơi. Ứng dụng mới nhất của động cơ servo là trong các robot, cùng loại với các
động cơ dùng trong mô hình máy bay và xe hơi.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
2.1.Các phần của một servo- Động cơ 1 chiều (motor)
- Biến trở ( potentiometer)
- Hộp giảm tốc (gear box)
- Mạch điều khiển ( Electronic board)
- Vỏ (cover)
- Dây tín hiệu ( signal wire)
Động cơ và vôn kế nối với mạch điều khiển tạo thành mạch hồi tiếp vòng kín.Cả
mạch điều khiển và động cơ đều được cấp nguồn DC (thường từ 4.8 - 7.2 V).
Để quay động cơ, tín hiệu số được gới tới mạch điều khiển. Tín hiệu này khởi
động động
cơ, thông qua chuỗi bánh răng, nối với vôn kế. Vị trí của trục vôn kế cho biết vị
trí trục ra của servo.Khi vôn kế đạt được vị trí mong muốn, mạch điều khiển sẽ tắt
động cơ.
Động cơ servo được thiết kế để quay có giới hạn chứ không phải quay liên tục
như động cơ DC hay động cơ bước.
Công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong khoảng
từ 900- 1800. Việc điều khiển này có thể ứng dụng để lái robot, di chuyển các tay
máy lên xuống, quay một cảm biến để quét khắp phòng…
2.2. Servo và điều biến độ rộng xung.
Trục của động cơ servo được định vị nhờ vào kỹ thuật gọi là đi62u biến độ rộng
xung (PWM).Trong hệ thống này, servo là đáp ứng của một dãy các xung số ổn
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
định. Cụ thể hơn, mạch điều khiển là đáp ứng của một tín hiệu số có các xung biến
đổi từ 1 - 2 ms. Các xung này được gởi đi 50 lần/giây. Chú ý rằng không phải số
xung trong một giây điều khiển servo mà là chiều dài của các xung.Servo đòi hỏi
khoảng 30 - 60 xung/giây.Nếu số này qua thấp, độ chính xác và công suất để duy
trì servo sẽ giảm.
Với độ dài xung 1 ms, servo được điều khiển quay theo một chiều (giả sử là
chiều kim đồng hồ như Hình 5)
Hình 5
Với độ dài xung xung 2 ms, servo quay theo chiều ngược lại. Kỹ thuật này còn
được gọi là tỉ lệ số - chuyển động của servo tỉ lệ với tín hiệu số điều khiển.
Công suất cung cấp cho động cơ bên trong servo cũng tỉ lệ với độ lệch giữa vị trí
hiện tại của trục ra với vị trí nó cần đến.Nếu servo ở gần vị trí đích, động cơ được
truyền động với tốc độ thấp.Điều này đảm bảo rằng động cơ không vượt quá điểm
định đến.Nhưng nếu servo ở xa vị trí đích nó sẽ được truyền động với vận tốc tối
đa để đến đích càng nhanh càng tốt.Khi trục ra đến vị trí mong muốn, động cơ
giảm tốc.Quá trình tưởng chừng như phức tạp này diễn ra trong khoảng thời gian
rất ngắn - một servo trung bình có thể quay 60o trong vòng ¼ - ½ giây.
Các servo khác nhau ở góc quay được với cùng tín hiệu 1 - 2 ms (hoặc bất kỳ)
được cung cấp.Các servo chuẩn được thiết kế để quay tới và lui từ 900 - 1800 khi
được cung cấp toàn bộ chiều dài xung. Phần lớn servo có thể quay được 1800 hay
gần 1800
Nếu ta cố điều khiển servo vượt quá những giới hạn cơ học của nó , trục ra của
động cơ sẽ đụng vật cản bên trong, dẫn đến các bánh răng bị mài mòn hay bị rơ.
Hiện tượng này kéo dài hơn vài giây sẽ làm bánh răng của động cơ bị phá hủy.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Hình 6:Mạch điện tử servo anlog
2.3.Điều khiển servo.
.
Hình 7: Điều khiển servo sử dụng AVR
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
3.Các mạch vòng điều khiển.
3.1.Mạch vòng điều khiển tốc độ.
3.2.Mạch vòng điều khiển mômen.
3.3.Mạch vòng điều khiển vị trí.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
CHƯƠNG 3:Tìm hiểu về AC Servo motor và DriverSGDH Sigma
II - Yaskawa
.
1.Thông số kỹ thuật.
Hình thức bên ngoài và tên .
Mẫu số
Tiêu chuẩn servomotor
Công suất của sevomotor
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Encoder series
Mã
số
1
Thông số kỹ thuật
SGMAH
16-bit mã hóa tuyệt Tiêu
đối
chuẩn
1
17-bit mã hóa tuyệt đối
A
13-bit mã hóa gia
Tiêu
tăng
chuẩn
B
16-bit mã hóa gia
Tùy chọn
tăng
C
17-bit mã hóa gia
tăng
1.1.Sự khác biệt so với motor thường:
SGMPH
SGMGH SGMUH
SGBMH
Tiêu
chuẩn
-
-
-
-
Tiêu
chuẩn
-
Tiêu
chuẩn
-
Tiêu
chuẩn
-
-
-
-
Tiêu
chuẩn
Tiêu
chuẩn
Tiêu
chuẩn
Tiêu
chuẩn
Tùy chọn
-
Về kết cấu và hoạt đông của động cơ servo về cơ bản giống động cơ thường.Nhưng nó
được thiết kế để đáp ứng độ chính xác cao, tốc độ cao, tần số cao kiểm soát tốc độ và vị
trí của các phương tiên cơ khí.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Không phải bất kì động cơ nào cũng có thể dùng làm động cơ servo. Động cơ servo là
động cơ hoạt động dựa theo các lệnh điều khiển vị trí và tốc độ. Chính vì thế nó phải
được thiết kế sao cho các đáp ứng là phù hợp với nhu cầu điều khiển. Về cơ bản thì
một servo motor và một động cơ bình thường giống nhau về mặc cấu tạo và nguyên lý
hoạt động ( cũng có phần cảm phần ứng, khe hở từ thông, cách đấu dây … ). Tuy
nhiên tuỳ theo nhu cầu điều khiển mà nó có một số điểm cải tiến hơn (dành cho những
mục đích đặc biệt) so với động cơ thường. Sau đây là một vài ví dụ về nét đặt trưng
của động cơ servo:
1.Tăng tốc độ đáp ứng tốc độ:
Các động cơ bình thường, muốn chuyển từ tốc độ này sang tốc độ khác thì cần có một
khoảng thời gian quá độ. Trong một số nhu cầu điều khiển, đòi hỏi động cơ phải
tăng/giảm tốc nhanh chóng để đạt được một tốc độ mong muốn trong thời gian ngắn
nhất, hoặt đạt được một vị trí mong muốn nhanh nhất..Các động cơ thường không thể
đáp ứng được điều này.Để động cơ đáp ứng được những yêu cầu trên thì nó phải được
thiết kế sao cho rút ngắn đáp ứng tốc độ của động cơ.
Muốn như vậy ta cần giảm moment quán tính và tăng dòng giới hạn cho động cơ. Để
giảm moment quán tính thì động cơ servo được giảm đường kính rotor và loại bỏ các
cơ cấu sắt không cần thiết. Để tăng dòng giới hạn, động cơ servo có thể sử dụng sắt
Ferrit để làm mạch từ và thiết kế hình dạng lõi sắt cho phù hợp. Đối với động cơ nam
châm vĩnh cữu thì nó cần được thiết kế sao cho ngăn cản được sự khử từ (hình dạng
mạch từ) và tăng khả năng từ tính của nam châm (sử dụng nam châm đất hiếm rare
earth magnet).
2.Tăng khả năng đáp ứng:
Đáp ứng ở đây cần được hiểu đó là sự tăng/giảm tốc cần phải “mềm” nghĩa là gia tốc là
một hằng số hay gần như là một hằng số.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Một số động cơ như thang máy hay trong một số băng chuyền đòi hỏi đáp ứng tốc độ
của cơ cấu phải “mềm”, tức là quá trình quá độ vận tốc phải xảy ra một cách tuyến
tính. Để làm được điều này thì cuộn dây trong động cơ phải có điện cảm nhỏ nhằm loại
bỏ khả năng chống lại sự biến đổi dòng điện do mạch điều khiển yêu cầu. Các động cơ
servo thuộc loại này thường được thiết kế giảm thiểu số cuộn dây trong mạch và có khả
năng thu hẹp các vòng từ trong mạch từ khe hở không khí.
3.Mở rộng vùng điều khiển (control range):
Một số yêu cầu trong điều khiển cần điều khiển động cơ ở một dải tốc độ lớn hơn định
mức rất nhiều. Động cơ bình thường chỉ cho phép điện áp đặt lên nó phải bằng điện áp
chịu đựng của động cơ và thông thường không quá lớn so với điện áp định mức.
Động cơ servo thuộc loại này có thiết kế đặt biệt nhằm gia tăng điện áp chịu đựng hoặc
tăng khả năng bão hoà mạch từ trong động cơ .Như vậy động cơ servo thuộc loại này
phải được tăng cường cách điện và sử dụng sắt Ferrit hoặc nam châm đất hiếm (rare
earth).
4. Khả năng ổn định tốc độ:
Động cơ servo loại này thường được thiết kế sao cho vận tốc quay của nó rất ổn định.
Như các ta biết là không có mạch điện hoàn hảo, không có từ trường hoàn hảo trong
thực tế. Chính vì thế một động cơ quay 1750 rpm không có nghĩa là nó luôn luôn quay
ở 1750 rmp mà nó chỉ dao động quanh giá trị này. Động cơ servo khác biệt với động cơ
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
thường là ở chỗ độ ổn định tốc độ khác cao.Các động cơ servo loại này thường được sử
dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ chính xác (như robot). Nó được thiết kế sao
cho có thể gia tăng được dòng từ trong mạch từ lên khá cao và gia tăng từ tính của cực
từ.
1.2.Các loại và tính năng của Servo Motors:
Động cơ Servo được phân loại thành các động cơ servo DC, động cơ servo AC, và
động cơ bước.
Có hai loại động cơ servo AC , động cơ servo đồng bộ và động servo loại cảm ứng.
Phân loại động cơ servo:
Nét đặc trưng của mỗi động cơ servo:
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Cấu trúc động cơ servo AC :
Các tính năng của động cơ servo AC so với động cơ servo DC:
- Nam châm vĩnh cửu được gắn sẳn trên roto .... từ trường quay.
- Cuộn dây được cung cấp trên các Stator ... ... ... ... tĩnh phần ứng.
- Mặt khác, các chức năng điện của Stator một rotor được đảo ngược, động cơ AC
servo không có các chuyển mạch và chuổi than mà động cơ DC servo có.
Nguyên tắc hoạt động của đông cơ servo AC:
Thông thường đầu chung được đấu với nguồn dương nguồn và được kích từ theo thứ tự
liên tục.
Theo hình thì đây là động cơ có góc quay 120 độ cho mỗi bước. Rotor trong động cơ
có 2 răng. Stator có ba cực cách nhau 120 độ. Khi cuộn một kích điện thì răng của rotor
bị hút vào cực một.Nếu dòng qua cuộn một bị ngắt và đóng dòng cho cuộn hai , rotor
quay 120 độ ngược kim đông hồ và răng của rotor sẽ hút vào cực hai.
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
Để quay động cơ này một cách liên tục, chúng ta cần cấp điện liên tục luân phiên cho
ba cuộn dây.Bảng dưới đây thể hiển rõ quá trình hoạt động của động cơ servo.
Các đặc điểm của động cơ servo:
Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội
ĐỒ ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1
