Biến tần điều khiển động cơ servo.

[haprohaui]

Chào cách bác
Em là 1 Sinh viên khoa điện
Mới vào học e cũng chưa tìm hiểu được nhiều về điện cho lắm (đang còn gà)
Hiện nay e đang làm báo cáo về động cơ servo. E có một số vấn đề sau không được hiểu cho lắm về động cơ servo mong cách bác giúp e với
1. Động cơ servo AC và servo DC có khác nhau những gì
2. Về bộ phận driver của động cơ servo AC thì hoạt động dự trên nguyên lý nào và điều chỉnh điện áp theo phương pháp nào
3. Nguồn cấp trực tiếp cho động cơ servo AC là nguồn xoay chiều hay là một chiều
4. Phương thức kết nối với hệ điều khiển( PC,PLC,…) của driver của động cơ servo AC
Vậy mong cách bác trả lời giúp e mấy câu hỏi đó được không àh
E xin chân thành cảm ơn

--------------------------------------------------------------------------------
Xem bài viết cùng chuyên mục:

• Tài liệu hướng dẫn sử dụng Biến tần của các Hãng.
• Thảo luận về điều khiển động cơ servo và step
• mạch on/off bằng 1 nut nhấn
• Biến tần điều khiển cầu trục
• thảo luận về biến tần 4Q
• cách cài đặt biến tần
• Giải thích sơ đồ đấu dây biến tần
• Sự ứng dụng của Biến tần.
• Kết nối 1 biến tần điều khiển nhiều motor
• Biến Tần là gì?
• Vì sao hệ số công suất cospi " Âm "
• sơ đồ chân rơ le
• Biến tần điều khiển động cơ servo.
• Cách đấu dây khi sử dụng biến tần
• Nhờ hướng dẫn đấu dây biến tần

[trinhvanhoa]

Chào cách bác
Em là 1 Sinh viên khoa điện
Mới vào học e cũng chưa tìm hiểu được nhiều về điện cho lắm (đang còn gà)
Hiện nay e đang làm báo cáo về động cơ servo. E có một số vấn đề sau không được hiểu cho lắm về động cơ servo mong cách bác giúp e với
1. Động cơ servo AC và servo DC có khác nhau những gì
2. Về bộ phận driver của động cơ servo AC thì hoạt động dự trên nguyên lý nào và điều chỉnh điện áp theo phương pháp nào
3. Nguồn cấp trực tiếp cho động cơ servo AC là nguồn xoay chiều hay là một chiều
4. Phương thức kết nối với hệ điều khiển( PC,PLC,…) của driver của động cơ servo AC
Vậy mong cách bác trả lời giúp e mấy câu hỏi đó được không àh
E xin chân thành cảm ơn

đọc song tài liệu này bạn sẽ trả lời được các câu hỏi trên:
I.Khái Quát Chung Về Hệ Truyền Động Servo
1.Khái Quát Chung
Động cơ servo là thiết bị được điều khiển bằng chu trình kín. Từ tín hiệu hồi tiếp vận tốc/vị trí, hệ thống điều khiển số sẽ điều khiển họat động của một động cơ servo. Với lý do nêu trên nên sensor đo vị trí hoặc tốc độ là các bộ phận cần thiết phải tích hợp cho một động cơ servo. Đặc tính vận hành của một động cơ servo phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính từ và phương pháp điều khiển động cơ servo. Có 3 loại động cơ servo được sử dụng hiện nay đó là động cơ servo AC dựa trên nền tảng động cơ AC lồng sóoc; Động cơ servo DC dựa trên nền tảng động cơ DC; và động cơ servo AC không chổi than dựa trên nền tảng động cơ không đồng bộ.

Động cơ Servo là một động cơ điện được thiết kế cho nhưng hệ thống điều khiển có hồi tiếp vòng kín.
Tín hiệu ra của động cơ được nối với mạch điều khiển.
Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển.
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 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 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 trongmô hình máy bay và xe hơi
Các động cơ servo điều khiển bằng liên lạc vô tuyến được gọi là động cơ servo R/C (radio-controlled). Trong thực tế, bản thân động cơ servo không phải được điều khiển bằng vô tuyến, nó chỉ nối với máy thu vô tuyến trên máy bay hay xe hơi. Động cơ servo nhận tín hiệu từ máy thu này. Như vậy có nghĩa là ta không cần phải điều khiển robot bằng tín hiệu vô tuyến bằng cách sử dụng một động cơ servo, trừ khi ta muốn thế. Ta có thể điều khiển động cơ servo bằng máy tính, một bộ vi xử lý hay thậm chí một mạch điện tử đơn giản dùng IC 555.
2.
Tín hiệu đặt: Tín hiệu đặt là tín hiệu đầu vào thường là dòng điện, điện áp, tần số….. R, RI , Rw: lần lượt là bộ điều chỉnh, bộ điều chỉnh dòng điện, bộ điều chỉnh tốc độ, các bộ điều chỉnh này nhận tín hiệu thông báo các sai lệch về trạng thái làm việc của truyền động thông qua so sánh giữa tín hiệu đặt và tín hiệu đo lường các đại lượng của truyền động. Tín hiệu sai lệch này qua bộ điều chỉnh được khuếch đại và tao hàm chức năng điều khiển sao cho đảm bảo chất lượng.

3.Cấu Tạo của một động cơ Servo:
Các thành phần chính:
Động cơ một chiều(motor)
Biến Trở (potentiometer)
Hộp giảm tốc(gear box )
Mạch điều khiển(Electronic board )
Vỏ(cover)
Dây tín hiệu(signal wire)

Hình trên chỉ ra các phần cơ bản bên trong một servo. Một động cơ DC nhỏ được nối với một trục đầu ra thông qua một bộ các hộp số giảm tốc. Công suất của động cơ là P=kwG, trong đó k là hằng số, w là số vòng trên phút (rpm) và G là moment xoắn. Nếu P không đổi thì việc giảm vận tốc sẽ làm tăng lực xoắn trên trục đầu ra. Động cơ được điều khiển bằng mạch điện tử. Vị trí yêu cầu là tín hiệu vào, biến trở trên trục sẽ đưa ra phản hồi về vị trí (Ưu điểm của servo là biến trở được nối với trục ra nên tại mỗi vị trí của trục ra đều có thể kiểm soát được bằng giá trị trên biến trở). Cơ cấu chấp hành, thường được gọi là cần, có các rãnh then hoa trên đó ăn khớp với các rãnh then hoa trên đầu trục. Các rãnh này giúp cần không bị trượt khi có moment xoắn. Có một ốc vít gắn cần chặt vào trục. Cần có thể có rất nhiều dạng: cánh tay, thanh, đĩa….

4. Các mạch vòng trong hệ Servo:
- Mạch vòng dòng điện:
Mạch vòng vị trí:
II.Tìm Hiểu Về Hệ Truyền Động RC Servo
1.Cấu Tạo RC Servo
1, Động Cơ
2, Các bản mạch điện tử
3, Dây nguồn chính ( đỏ)
4, Dây tín hiệu ( vàng hoặc trắng)
5, Dây âm/ dây nối đất ( mầu đen)
6, Bộ chỉnh điện áp ( bộ chia áp).
7, Trục đầu ra/ Bánh răng.
8, Mặt bích lắp ( ghá)
động cơ Servo/ bánh răng.
9, Hộp động cơ Servo.
10, Chíp tích hợp điều khiển.

2.Thông Số Kỹ Thuật
Servo R/C có một vài tiêu chuẩn. Sự giống nhau này được áp dụng chủ yếu cho các servo kích thước chuẩn - khoảng 1,6 x 0,8 x 1,4 inch. Với các kiểu servo khác, kích thước thay đổi theo nhãn hiệu vì chúng được thiết kế cho những nhiệm vụ cụ thể.

Hình trên cho ta các thông số điển hình cho nhiều kiểu servo, bao gồm kích thước, khối lượng, moment xoắn và thời gian transit. Dĩ nhiên ngoại trừ kích thước của servo chuẩn,các thông số khác có thể thay đổi tùy theo mẫu và nhãn hiệu.
Hai thông số kỹ thuật quan trọng của servo là tốc độ và moment xoắn. Tốc độ được xác định là thời gian để quay tới một góc cho trước, ví dụ như mất 0.15s để quay một góc 60 độ. Moment xoắn được cho bởi kg-cm. Tốc độ và moment được gắn cho một điện áp nhất định, thường là 4,8V và 6V. Một yếu tố nữa ảnh hưởng tới tốc độ và moment xoắn, đó là vật liệu làm ổ quay, có thể được làm bằng nhựa, vòng bi hay bạc lót kim loại. Loại được làm bằng vòng bi là tốt nhất.Servo có nhiều kích thước và khối lượng, cỡ siêu nhỏ, cỡ mini, cỡ tiêu chuẩn và có cả những servo cỡ lớn.

Moment xoắn của động cơ là tổng ngẫu lực mà nó sinh ra.Đơn vị chuẩn của moment xoắn trong servo R/C là ounce.inch. Các servo có moment xoắn rất cao nhờ vào hệ thống bánh răng giảm tốc.
Thời gian transit (còn gọi là tỉ lệ quay – slew rate) là thời gian để trục servo quay một góc X (X thường là 60o). Các servo nhỏ quay khoảng 0,25s/60o trong khi các servo lớn quay chậm hơn. Thời gian transit càng nhanh thì servo hoạt động càng nhanh. Từ thời gian transit ta có thể tính được vận tốc quay theo vòng / phút của trục động cơ.
Nhiều servo R/C được thiết kế cho những ứng dụng đặc biệt có thể thích ứng với robot. Ví dụ: servo dùng cho mô hình thuyền buồm sẽ không bị vô nước, vì vậy rất hữu dụng cho robot làm việc trong hay gần nước.

3.Sơ Đồ Đấu
Sơ đồ mạch lực


Kiểu điều khiển tốc độ và mômen

Có 3 kiểu đấu dây chính:
kiểu J / Futaba
kiểu A / Airtronics
kiểu S / Hitec-JR
Hình dáng của connector cũng đáng quan tâm vì sự đấu dây cho connector (còn gọi là dây ra) cũng có giới hạn. Đa số các servo sử dụng cùng kiểu dây ra như hình dưới đây:

các dây ra chuẩn của servo: dây 1 là dây tín hiệu, dây 2 nối nguồn, dây 3 nối đất
Mã hóa bằng màu:
Đa số servo sử dụng màu để biểu thị chức năng của dây nối nhưng màu sử dụng cũng thay đổi tùy theo nhà sản xuất

Sử dụng ổ cắm snap-off cho các connector tương thích:
Các ổ cắm trên đa số servo R/C được thiết kế để thích hợp với các chấu cắm cách nhau 0,01 inch. Đây là khoảng cách chấu thông dụng trong điện tử và các ổ cắm thích hợp cũng có sẵn. Sự đa dạng các “snap-off” của ổ cắm rất có lợi vì ta có thể mua một sợi dài và tách đúng số chấu cần thiết. Đối với servo, ta tách thành 3 chấu sau đó gắn vào mạch điều khiển như hình sau

4.Các tham số cài đặt:
1. Màn hình hiển thị
2. Vùng phím cài đặt
3. Đèn chỉ thị
4. Bộ phận làm mát
5. Nguồn vào chính & điều khiển
6. Nối với Motor
7. Nối với trở ngoài
8. Điểm nối tiếp đất
9. Cổng nối truyền thông
10. Nối với bộ mã hóa
11. Nối với bộ vào ra
12. Nhãn cảnh báo
13. Nhãn tên gọi
14. Khe thông gió


5. Ứng Dụng
Động cơ điện Servo được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau
Dùng trong các máy cắt gọt và gia công kim loại có sự điều khiển bằng máy tính.
Đặc biệt với các động cơ Servo DC ứng dụng nhiều trong các robot( ứng dụng để lái robot, di chuyển các tay máy lên xuống)
Hỗ trợ sử dụng trong bộ phận trự lực của vô lăng các loại xe máy , bánh lái máy bay, dùng để thu bộ phận hạ cánh trong mô hình máy bay vừa và lớn.
Quay cảm biến để quét trong phòng dùng trong các lĩnh vực bảo vệ tự động.
Servo tời buồm có khả năng chịu nước dùng để điều khiển các dây thừng của buồm trong thuyền buồm.
Dùng trong các thiết bị làm việc và vận hành tự động

Điều khiển chuyển động (ĐKCĐ) có lẽ là một trong những lĩnh vực đa dạng và phát triển nhanh nhất trong ngành điều khiển và tự động hoá. Các khái niệm và công nghệ ĐKCĐ đã từ lâu không chỉ gói gọn trong những hệ thống servo chuyên dụng điều khiển bởi các hệ truyền động và thiết bị tạo sẵn thường có giá khá cao. Thay vào đó, ngày nay ta còn thấy các tính năng của ĐKCĐ ứng dụng cả cho tốc độ và vị trí trong truyền động thay đổi tần số xoay chiều, các động cơ bước và truyền động vòng kín lai, cũng như các hệ truyền động và động cơ servo AC và DC thông dụng khác.
Những nhà OEM, nhà tích hợp hệ thống và người sử dụng đều chịu áp lực nâng cao năng suất trong việc thiết kế với nguồn lực ngày càng ít và chỉ tiêu kỹ thuật hệ thống chính xác hơn. Sự phát triển trong công nghệ ĐKCĐ và các sản phẩm liên quan đã mang lại phạm vi lựa chọn rộng hơn để đạt được sự tối ưu.

Những xu hướng trong công nghệ servo/bước Cùng với công nghệ tạo ra bước tiến trong độ chính xác và giá cả, công nghệ còn phải hướng đến hai nhóm giải pháp ứng dụng chính: truyền động thay đổi tần số và servo/bước. Theo nghiên cứu từ năm 2002 đến 2003 cho thấy phần lớn các khách hàng yêu cầu ứng dụng một hay hai trục và gần một nửa số người sử dụng được điều tra khẳng định rằng họ có yêu cầu về tốc độ từ 3000 vòng/phút trở xuống. Những đòi hỏi này có thể đáp ứng dễ dàng bằng hệ thống ĐKCĐ dựa trên các PLC cỡ nhỏ.
Nhằm đáp ứng những yêu cầu trên, các nhà cung cấp đang tập trung vào những giải pháp đơn giản với giá rẻ và dịch vụ tốt. Các hệ thống servo có nhiều ưu thế song khó ứng dụng do các điều kiện cụ thể của ứng dụng như quán tính, dung sai cơ khí, ma sát, nhiệt độ ảnh hưởng đến các bộ phận cơ… Việc xem xét từng điều kiện cụ thể của ứng dụng nói chung tốn nhiều thời gian và công sức hơn phát triển việc lập trình và cấu hình cho bộ điều khiển servo và PLC. 

đọc song cần tài liệu thì mình sẽ up tiếp nhé. tài liệu của PGS:NGUYỄN PHÙNG KHOANG

[haprohaui]

chào anh
trước hết e xin chân thành cảm ơn anh
e thấy bài viết này vẫn chưa trả lời được một số câu hỏi trên của em
nếu anh có tài liệu nào về động cơ servo có thể gủi cho qua 2 địa chỉ sau
Email: haprohaui@gmail.com
Yahoo: ha_k4a
cảm ơn anh

[trinhvanhoa]

chào anh
trước hết e xin chân thành cảm ơn anh
e thấy bài viết này vẫn chưa trả lời được một số câu hỏi trên của em
nếu anh có tài liệu nào về động cơ servo có thể gủi cho qua 2 địa chỉ sau
Email: haprohaui@gmail.com
Yahoo: ha_k4a
cảm ơn anh

ít nhất hai câu hỏi rõ dàng cho bạn rồi nhé,còn lại bạn tìm hiểu thêm ,http://www.data.webdien.com/free/dow...8ed4d71a64cce5 đọc thêm tài liệu này ông thầy gửi cho này nhé:

[tronghai.haui]

may quá có anh cung tìm hiểu về servor.Em có mấy câu hỏi muốn hỏi:
1) sơ đồ mạch lắp ráp
2)sơ đồ cấu tạo,sơ đồ nguyên lý hệ truyền động điện động cơ servor
3)khái quát chung về bộ biến đổi trong hệ servor
4)các mạch phản hồi trong hệ servor
em là sinh viên mới,tìm tài liệu khó quá,chỉ thấy nói về rc servor thôi
anh nào có thì pót lên nhé,hoặc send vao gmail của em:tronghai.haui@gmail.com
thanks

[trinhvanhoa]

anh oi co the cho hinh anh ve cau tao va so do lap rap cua dong co sevor ko.ah em can tim hieu ve bo bien doi trong sevor,kho wa anh co send tai lieu vao gmail:tronghai.haui@gmail.com hoac up len duoc ko
thanks

bạn thử tham khảo cái này trước xem nhá, nếu chưa ổn thì sẽ bàn sau, vì hôm nay không có nhiều thời gian:http://www.data.webdien.com/free/dow...113ed59462b0ff
chúc vui!bạn tìm trên mạng cũng nhiều lắm, sơ đồ gõ cái thì thiếu gì.ok

[tronghai.haui]

anh hòa oi giup em tim hiểu về bộ biến đổi trong hệ servor với,em tìm mãi ko được.anh có thể gửi thêm cho em tài liệucủa pgs nguyễn phùng quang ko,
gmail:tronghai.haui@gmail.com
thanks

[baohuy_pla]

anh hòa oi giup em tim hiểu về bộ biến đổi trong hệ servor với,em tìm mãi ko được.anh có thể gửi thêm cho em tài liệucủa pgs nguyễn phùng quang ko,
gmail:tronghai.haui@gmail.com
thanks

Bạn có thể tìm thấy các kiến thức về bộ biến đổi điện tử công suất cho hệ servo trong các tài liệu ở topic này.
http://webdien.com/d/showthread.php?t=10836

Trong đó cũng có cuốn sách của GS. Nguyễn Phùng Quang.

[trinhvanhoa]

anh hòa oi giup em tim hiểu về bộ biến đổi trong hệ servor với,em tìm mãi ko được.anh có thể gửi thêm cho em tài liệucủa pgs nguyễn phùng quang ko,
gmail:tronghai.haui@gmail.com
thanks

tài liệu của thầy đây, bạn đọc thử đi, cũng hơi khó hiểu,nhưng đọc nhiều rồi sẽ hiểu thôi, có vấn đề gì thì mọi người sẽ giúp đỡ :http://www.data.webdien.com/free/dow...8ed4d71a64cce5

[tvdhp]

Nói về động cơ servo mình cũng rất quan tâm vì thực tế nha máy mình thì mình thấy thế này, minh nói ko chính xác mọi ng góp ý nhé. Động cơ servo dùng cho những ứng dụng đòi hỏi chính xác cao mà thời gian hành trình tức thời gian chạy của động cơ lại nhỏ. Tức là không mang tính liên tục như biến tần. Mình thấy servo dùng ở nhà máy
- Các máy CNC
- Các máy nhỏ, truyền dộng đòi hỏi chính xác về khoảng di chuyển.
Mình nghĩ servo AC khác dộng cơ KB AC thường ở chỗ dáp ứng của nó dối với thay đổi đầu vào vê điện áp là rất nhanh. Chắc do cấu tạo mạch tư và cuộn dây. Cụ thể thế nào cũng chưa rõ.
Động cơ servo thi chạy bằng bộ driver của nó, nó nhận đựoc tín hiệu vê nhờ encorder. Nói chung kết nới Servo & Driver & PLC minh cũng chưa hiểu lắm, bản vẽ thì có nhưng không có thời gian đọc *_*. Ma cũng không hiểu cấu tạo bên trong của driver là gi, không biết có phải bộ điều áp hay .... khác.