HomeĐánh giá công nghệ

Động cơ servo ứng dụng và nguyên lý hoạt động

Động cơ servo ứng dụng và nguyên lý hoạt động
Like Tweet Pin it Share Share Email

Động cơ servo đã có từ rất lâu và được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Chúng có kích thước nhỏ nhưng đóng gói một cú đấm lớn và rất tiết kiệm năng lượng. Những tính năng này cho phép chúng được sử dụng để vận hành xe ô tô đồ chơi , robot và máy bay điều khiển từ xa . Động cơ servo cũng được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, robot, sản xuất nội tuyến, dược phẩm và dịch vụ thực phẩm. Nhưng làm thế nào để những kẻ nhỏ bé làm việc? 

Động cơ servo là gì?
Động cơ servo là gì?

Mạch servo được chế tạo ngay bên trong bộ phận động cơ và có trục định vị, thường được gắn với một bánh răng (như hình dưới đây). Động cơ được điều khiển với tín hiệu điện xác định mức độ chuyển động của trục.

Có gì bên trong động cơ servo?

Để hiểu đầy đủ về cách thức hoạt động của servo, bạn cần xem qua mui xe. Bên trong có một thiết lập khá đơn giản: một động cơ DC nhỏ , chiết áp và mạch điều khiển. Động cơ được gắn bởi bánh răng vào bánh xe điều khiển. Khi động cơ quay, điện trở của chiết áp thay đổi, do đó mạch điều khiển có thể điều chỉnh chính xác mức độ chuyển động có và theo hướng nào. 
Khi trục của động cơ ở vị trí mong muốn, nguồn điện cung cấp cho động cơ sẽ dừng lại. Nếu không, động cơ được quay theo hướng thích hợp. Vị trí mong muốn được gửi qua các xung điện qua dây tín hiệu. Tốc độ của động cơ tỷ lệ thuận với sự khác biệt giữa vị trí thực tế và vị trí mong muốn. Vì vậy, nếu động cơ ở gần vị trí mong muốn, nó sẽ quay chậm, nếu không nó sẽ quay nhanh. Điều này được gọi là kiểm soát tỷ lệ. Điều này có nghĩa là động cơ sẽ chỉ chạy hết sức cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ trong tay, một anh chàng rất hiệu quả. 

Bộ điều khiển động cơ servo như thế nào?

Động cơ servo được điều khiển bằng cách gửi một xung điện có độ rộng thay đổi hoặc điều chế độ rộng xung (PWM), thông qua dây điều khiển. Có một xung tối thiểu, một xung tối đa và tốc độ lặp lại. Một động cơ servo thường chỉ có thể quay 90 ° theo một trong hai hướng cho tổng chuyển động 180 °. Vị trí trung tính của động cơ được xác định là vị trí mà servo có cùng số vòng quay tiềm năng theo cả chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. PWM được gửi đến động cơ xác định vị trí của trục và dựa trên thời gian của xung được gửi qua dây điều khiển; các rotor sẽ chuyển sang vị trí mong muốn. 

Bộ điều khiển động cơ servo
Bộ điều khiển động cơ servo

Động cơ servo dự kiến ​​sẽ thấy một xung cứ sau 20 mili giây (ms) và độ dài của xung sẽ xác định động cơ quay bao xa. Ví dụ, xung 1,5ms sẽ làm cho động cơ quay về vị trí 90 °. Ngắn hơn 1,5ms di chuyển nó theo hướng ngược chiều kim đồng hồ về phía vị trí 0 ° và bất kỳ dài hơn 1,5ms sẽ quay servo theo hướng ngược chiều kim đồng hồ về vị trí 180 °. Khi các servo này được lệnh di chuyển, chúng sẽ di chuyển đến vị trí và giữ vị trí đó. Nếu một lực bên ngoài đẩy vào servo trong khi servo đang giữ một vị trí, servo sẽ chống lại việc di chuyển ra khỏi vị trí đó. Lượng lực tối đa mà servo có thể tác động được gọi là định mức mô-men xoắn của servo. Servos sẽ không giữ vị trí của họ mãi mãi; xung vị trí phải được lặp lại để hướng dẫn servo giữ nguyên vị trí. 

Các loại động cơ Servo

Có hai loại động cơ servo – AC và DC. AC servo có thể xử lý các dòng điện cao hơn và có xu hướng được sử dụng trong máy móc công nghiệp. DC servo không được thiết kế cho các dòng điện cao và thường phù hợp hơn cho các ứng dụng nhỏ hơn. Nói chung, động cơ DC ít tốn kém hơn so với các đối tác AC của chúng. Đây cũng là những động cơ servo được chế tạo đặc biệt để quay liên tục, giúp cho việc di chuyển robot của bạn trở nên dễ dàng. Chúng có hai vòng bi trên trục đầu ra để giảm ma sát và dễ dàng truy cập vào chiết áp điều chỉnh điểm nghỉ . 

Ứng dụng động cơ Servo

Servos được sử dụng trong máy bay điều khiển vô tuyến để định vị các bề mặt điều khiển như thang máy, bánh lái, robot đi bộ hoặc kẹp vận hành Động cơ servo nhỏ, có mạch điều khiển tích hợp và có công suất tốt cho kích thước của chúng.

Động cơ servo và ứng dụng
Động cơ servo và ứng dụng

Trong các dịch vụ thực phẩm và dược phẩm, các công cụ được thiết kế để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt hơn, nơi khả năng ăn mòn cao do được rửa ở áp suất cao và nhiệt độ nhiều lần để duy trì các tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt. Servos cũng được sử dụng trong sản xuất nội tuyến , trong đó công việc lặp lại cao nhưng chính xác là cần thiết.

Tất nhiên, bạn không cần phải biết cách thức hoạt động của một servo, nhưng như với hầu hết các thiết bị điện tử, bạn càng hiểu, càng có nhiều cánh cửa mở cho các dự án mở rộng và khả năng của dự án. Cho dù bạn là người có sở thích chế tạo robot , kỹ sư thiết kế hệ thống công nghiệp hay không ngừng tò mò, động cơ servo sẽ đưa bạn đến đâu?

Comments (0)

Trả lời

Your email address will not be published. Required fields are marked *