Động cơ servo hay Servo motor là một loại động cơ điện có khả năng điều khiển chính xác về vị trí, vận tốc và gia tốc góc hoặc tuyến tính dựa trên nguyên lý hồi tiếp vòng kín. Về cơ bản nó là một thiết bị hoạt động khép kín có thể di chuyển các bộ phận của máy với hiệu suất và độ chính xác cao. Nó là một phần của hệ thống Servo bao gồm động cơ servo, driver servo, bộ điều khiển và encoder. Động cơ được điều khiển bằng tín hiệu điện, kỹ thuật số, định lượng chuyển động đại diện cho vị trí cuối cùng của trục. Cấu tạo động cơ servo Cấu tạo của động cơ AC Servo bao gồm: Rotor: Phần quay của động cơ Stator: Phần tĩnh của động cơ Trục động cơ: Có hai ổ trục ở mặt trước và mặt sau để truyền công suất đầu ra của động cơ. Tải được truyền động thông qua cơ cấu truyền động. Encoder: Thiết bị đo góc quay và tốc độ của rotor. Encoder được gắn sau đuôi động cơ để phản hồi tín hiệu về vị trí và tốc độ roto về bộ điều khiển. Vòng bi: Giúp chuyển động quay của động cơ quay liên tục, mượt mà hơn, ổn định hơn. Cáp mã hóa và cáp động cơ: Truyền tải tín hiệu từ động cơ về bộ điều khiển và ngược lại. Nguyên lý hoạt động động cơ servo Về nguyên tắc, động cơ Servo không được thiết kế để hoạt động độc lập, nó chỉ có ý nghĩa khi hoạt động trong hệ thống AC Servo phù hợp. Động cơ servo hoạt động dựa trên nguyên lý hồi tiếp vòng kín. Bộ điều khiển nhận tín hiệu mong muốn về vị trí hoặc tốc độ, sau đó so sánh với tín hiệu phản hồi của động cơ Servo từ encoder. Độ lệch giữa hai tín hiệu này được sử dụng để điều chỉnh điện áp và dòng điện cấp cho động cơ, giúp động cơ đạt được vị trí hoặc tốc độ mong muốn. Dưới đây là một phân tích chi tiết về nguyên lý hoạt động Servo motor: Giai đoạn 1: Nhận tín hiệu đầu vào. Bộ điều khiển Driver servo sẽ nhận 2 tín hiệu xung đầu vào (thường là tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số), bao gồm: Tín hiệu điểm đặt: Chứa các thông tin về vị trí, tốc độ, momen xoắn mà người dùng mong muốn ở trục đầu ra. Tín hiệu phản hồi: Tín hiệu này là tín hiệu thực tế mà cảm biến đo được về vận tốc và vị trí hoặc momen xoắn của động cơ. Giai đoạn 2: So sánh tín hiệu. Sau đó, mạch điều khiển sẽ so sánh 2 tín hiệu này và tính toán độ lệch giữa chúng. Các tín hiệu lỗi (độ lệch) sẽ được xử lý bằng thuật toán điều khiển như PID hoặc PLC để tạo ra tín hiệu điều khiển chính xác mức điện áp và dòng điện cần cấp cho động cơ. Tuy nhiên, tín hiệu điều khiển sau xử lý có thể chưa phù hợp để điều khiển chuyển động động cơ ngay. Vì vậy, cần qua một mạch khuếch đại công suất để chuyển đổi thành mức điện áp và dòng điện thích hợp. Giai đoạn 3: Điều khiển động cơ và cập nhật tín hiệu điều chỉnh. Cuối cùng động cơ Servo nhận tín hiệu điều khiển sẽ quay hoặc di chuyển. Bao gồm các thay đổi về vị trí, tốc độ và momen xoắn. Đồng thời phản hồi tín hiệu hiện tại của động cơ về mạch điều khiển. Quá trình này diễn ra cho đến khi tín hiệu lỗi bằng 0 hoặc không đáng kể (có nghĩa là trục đầu ra đã đạt đến điểm đặt mong muốn). Trong quá trình động cơ vận hành, nếu có bất kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động và làm sai lệch tốc độ, vị trí mong muốn. Cơ cấu hồi tiếp sẽ phản hồi tín hiệu về bộ điều khiển.
