Motor servo là AC hay DC?

Nội dung ẩn Điều gì là một động cơ servo? Một động cơ servo là một trong những yếu tố được sử dụng phổ biến nhất trong công nghệ ngày nay, cho phép thực hiện các hoạt động có mô-men xoắn thấp và thường được triển khai trong một số ứng dụng robot hoặc tự động hóa / hàng không vũ trụ / thiết bị y tế. Các động cơ này cung cấp giải pháp phù hợp cho việc kiểm soát vị trí, tốc độ và gia tốc theo vòng mở hoặc vòng kín. Tuy nhiên, AC hoặc DC không chỉ đơn giản là sự khác biệt về điện áp. Nó có tác động khá nhẹ nhàng nhưng trực tiếp đến hiệu suất, khả năng xử lý và các trường hợp sử dụng mà nó tỏa sáng nhất.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng làm rõ nguồn điện của động cơ servo; giải mã một số sự mơ hồ giữa AC/DC và nhiều hơn nữa, để khi tìm kiếm một loại động cơ servo cụ thể, bạn sẽ có sẵn một hướng dẫn dễ theo dõi.

Điều này về cơ bản là cuộc tranh luận giữa AC và DC mà bạn có thể tìm thấy trong các cuộc thảo luận liên quan đến động cơ servo. Động cơ DC được cấp điện bởi dòng điện một chiều (DC) làm nguồn đầu vào và được cung cấp từ một nguồn bên ngoài như pin. Vì thường được cấp điện từ lưới điện hoặc các bộ biến tần đặc biệt thiết kế, động cơ AC hoạt động bằng dòng điện xoay chiều thay đổi hướng luân phiên; điều này thường dẫn đến việc chúng có cấu trúc và cách kiểm soát đơn giản hơn. Dòng điện xoay chiều (AC), với sự thay đổi cực tính liên tục, cần một thiết kế phức tạp hơn với tụ điện và cuộn cảm để xử lý sự dao động này.

Có hai loại nguồn điện -- AC hoặc DC trong trường hợp động cơ servo và nó có tác động lớn đến các đặc điểm hiệu suất của nó. Động cơ servo DC thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tăng tốc nhanh với tỷ lệ mô-men xoắn-trọng lượng quán tính rất cao: ví dụ như dây chuyền xử lý chân không và nhà nghiên cứu bơm (thêm hình ảnh liên quan vào đây). Điều này là vì chúng có quán tính thấp và phản ứng nhanh chóng với sự thay đổi điều khiển, điều này làm cho chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các ứng dụng vị trí chính xác yêu cầu chuyển động nhanh và chính xác. Tuy nhiên, khi tốc độ tăng lên, hiệu quả có thể giảm một chút do các tổn thất điện xảy ra trong các hoạt động có mô-men xoắn rất thấp.

Motor servo AC tạo ra mô-men xoắn lớn ở tốc độ cực thấp, với dải tốc độ rộng lên đến 10:1. Trong ứng dụng, đây chủ yếu là motor DC không chổi than hoặc motor bước, nhưng trước khi đi sâu vào thảo luận chi tiết về chủ đề này, cần phát triển một số kiến thức cơ bản về motor servo. Điều này là do đặc tính này cho phép chúng vẫn hoạt động tốt trong phạm vi tốc độ cao trong thời gian dài, đặc biệt trên các máy móc có bộ phận quay. Hơn nữa, motor DC có chổi than còn đi kèm với chổi than, điều này có thể trở thành điểm mòn sau một thời gian vận hành lâu dài; kết quả có thể tiềm ẩn khả năng gây tiếng ồn lớn hơn và yêu cầu bảo trì nhiều hơn so với các phiên bản AC.

Đây là những bẫy tiềm ẩn làm phức tạp hóa việc lựa chọn nguồn điện AC hay DC. Chúng ta cần lưu ý rằng giờ đây, ranh giới giữa công nghệ và truyền thông đang trở nên mỏng manh hơn bao giờ hết. Ngay cả khi các hệ thống điều khiển động cơ hiện đại với động cơ không chổi than DC trong thiết kế AC kỹ thuật số đang ngày càng chính xác và hiệu quả hơn, có một điểm có thể dự đoán được. Cuối cùng, ngày nay chúng sẽ bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi những yêu cầu cụ thể của một ứng dụng hoặc hệ thống nhất định, do điều kiện môi trường và hạ tầng năng lượng hiện có so với trước đây.

Việc lựa chọn giữa việc sử dụng động cơ servo AC và DC trong điều khiển chính xác là đơn giản - có những khả năng của mỗi loại động cơ mà chúng ta cần xem xét. Ví dụ, động cơ servo DC lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác vị trí như máy CNC vì chúng cung cấp mô-men xoắn ổn định và phản hồi nhanh hơn. Ví dụ, người ta nói rằng động cơ servo AC đã vượt trội ở đây cho tự động hóa công nghiệp quy mô lớn (chẳng hạn như băng chuyền hoặc dây chuyền lắp ráp tốc độ cao) yêu cầu di chuyển với tốc độ cao hơn và chịu lực căng lớn hơn trên khoảng cách xa hơn; bởi vì điều này có nghĩa là chúng có thể di chuyển nhanh hơn VÀ xử lý tải nặng dễ dàng hơn so với các đơn vị DC chổi tương đương, tất cả trong khi di chuyển qua lại!

Quyết định - 29% (cũng đọc: môi trường) động cơ AC được kín để trở thành động cơ AC làm từ vật liệu không nén, chịu nhiệt độ cao và thấp hơn mà các bạc đạn thông thường không thể chống lại hoặc không ví dụ như bụi, độ ẩm v.v. Tương tự cho thiết bị di động hoặc hệ thống (những thiết bị cần chạy bằng pin), động cơ DC dễ sử dụng và thực tế nhất do nguồn điện sẽ cung cấp dòng điện một chiều.

Để giải quyết vấn đề AC/DC sẽ cần: yêu cầu ứng dụng đầy đủ, tốc độ tối đa cần thiết; mô-men khởi động khỏe cho dịch vụ tải trường và tốc độ chấp nhận được với dòng điện xoay chiều - cộng với các vấn đề về năng lượng. Động cơ DC hoạt động đặc biệt tốt ở đây, vì để có thể khởi động và vận hành nhanh chóng, một động cơ có thể cần mô-men khởi động cao (mô-men = lực x khoảng cách), điều mà động cơ AC có thể gặp khó khăn trong phạm vi tốc độ rộng hơn trong khi vẫn duy trì hiệu suất tốt hơn mà hệ thống AC cung cấp.

Trong thực tế, bạn có lẽ chỉ mô phỏng hoặc kiểm tra triệt để cho đến khi một cách dường như tốt hơn những cách khác. Ngoài ra, công nghệ động cơ servo lai và các thuật toán điều khiển được cải tiến cho phép hệ thống AC hoạt động gần như là DC về tốc độ mà không mất đi hiệu suất - có được ưu điểm của cả hai thế giới.

Cuối cùng, dù là sạc AC hay DC cho động cơ servo nhưng tất cả đều quy về việc đáp ứng các yêu cầu cụ thể bằng cách chọn đúng thuộc tính của động cơ. Điều đó nghe có vẻ như một cuộc tranh luận thống kê, nhưng thực tế nó là về việc loại bỏ huyền thoại về cái gì cung cấp năng lượng cho động cơ servo và cho phép các kỹ sư sử dụng hiệu quả hơn sự kiểm soát chính xác này, vốn xuất hiện trong nhiều kỳ quan kỹ thuật phục vụ các ngành công nghiệp khác nhau nhờ vào những đổi mới của họ.