Nguyên lý hoạt động của động cơ servo

A động cơ servolà một động cơ có thể điều khiển chính xác vị trí, tốc độ và gia tốc, thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi điều khiển chuyển động có độ chính xác cao. Nó có thể được hiểu là một động cơ tuân theo lệnh của tín hiệu điều khiển: trước khi tín hiệu điều khiển được phát ra, rotor đứng yên; khi tín hiệu điều khiển được gửi đi, rotor quay ngay lập tức; khi tín hiệu điều khiển bị mất, rotor có thể dừng ngay lập tức. Nguyên lý hoạt động của nó bao gồm hệ thống điều khiển, bộ mã hóa và vòng phản hồi. Sau đây là giải thích chi tiết về cách thức hoạt động của động cơ servo:

Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển động cơ servo thường bao gồm bộ điều khiển, bộ truyền động và động cơ. Bộ điều khiển nhận tín hiệu điều khiển từ bên ngoài, chẳng hạn như lệnh vị trí hoặc lệnh tốc độ, sau đó chuyển đổi các tín hiệu này thành tín hiệu dòng điện hoặc điện áp và gửi đến bộ truyền động. Bộ truyền động điều khiển vòng quay của động cơ theo tín hiệu điều khiển để đạt được vị trí hoặc tốc độ mong muốn.

Bộ mã hóa: Động cơ servo thường được trang bị bộ mã hóa để đo vị trí thực tế của rotor động cơ. Bộ mã hóa phản hồi thông tin vị trí rotor về hệ thống điều khiển để hệ thống điều khiển có thể theo dõi vị trí của động cơ theo thời gian thực và điều chỉnh vị trí.

Vòng phản hồi: Hệ thống điều khiển động cơ servo thường sử dụng điều khiển vòng kín, điều chỉnh đầu ra của động cơ bằng cách liên tục đo vị trí thực tế và so sánh với vị trí mong muốn. Vòng phản hồi này đảm bảo vị trí, tốc độ và gia tốc của động cơ nhất quán với tín hiệu điều khiển, cho phép điều khiển chuyển động chính xác.

Thuật toán điều khiển: Hệ thống điều khiển động cơ servo thường sử dụng thuật toán điều khiển PID (tỷ lệ-tích phân-đạo hàm), liên tục điều chỉnh đầu ra của động cơ để vị trí thực tế càng gần vị trí mong muốn càng tốt. Thuật toán điều khiển PID có thể điều chỉnh đầu ra của động cơ dựa trên sự chênh lệch giữa vị trí thực tế và vị trí mong muốn, để đạt được điều khiển vị trí chính xác.

Trong công việc thực tế, khi hệ thống điều khiển nhận được lệnh vị trí hoặc tốc độ, bộ điều khiển sẽ điều khiển vòng quay của động cơ dựa trên các lệnh này. Đồng thời, bộ mã hóa liên tục đo vị trí thực tế của rotor động cơ và phản hồi thông tin này về hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển sẽ điều chỉnh đầu ra của động cơ thông qua thuật toán điều khiển PID dựa trên thông tin vị trí thực tế được bộ mã hóa phản hồi, sao cho vị trí thực tế càng gần với vị trí mong muốn càng tốt.

Nguyên lý hoạt động của động cơ servo có thể được hiểu là một hệ thống điều khiển vòng kín liên tục đo vị trí thực tế và so sánh với vị trí mong muốn, sau đó điều chỉnh đầu ra của động cơ dựa trên sự chênh lệch để đạt được khả năng điều khiển vị trí, tốc độ và gia tốc chính xác. Điều này khiến động cơ servo được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như máy công cụ CNC, robot, thiết bị tự động hóa và các lĩnh vực khác.