So sánh động cơ biến tần và động cơ servo

Khi lựa chọn động cơ, đôi lúc sẽ có những nhầm lẫn khi chọn động cơ biến tần và động cơ servo. Qua bài viết này, bạn sẽ nắm rõ tính năng của động cơ biến tần và động cơ servo để có sự lựa chọn tốt nhất. Hãy tìm hiểu cùng Beeteco nhé!

Định nghĩa

Biến tần được biết đến là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ, qua đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp. Biến tần thường được sử dụng để điều khiển động cơ AC ba pha không đồng bộ, tuy nhiên với công nghệ hiện đại ngày nay, một số biến tần đặc biệt còn có thể điều khiển cho cả động cơ không đồng bộ, động cơ đồng bộ, động cơ spindle, kể cả động cơ servo.

Servo là một hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vòng kín, nhận tín hiệu xung và thực hiện một cách nhanh chóng và chính xác theo lệnh từ PLC. Một hệ thống servo bao gồm bộ điều khiển servo, động cơ servo và 1 encoder được gắn trên trục động cơ để phản hồi tín hiệu từ động cơ về bộ điều khiển.

Sự khác nhau chính của biến tần và servo

Sự khác nhau của động cơ biến tần và động cơ servo là nằm ở thiết bị chấp hành. Đa số các loại biến tần hiện nay đều sử dụng để điều khiển động cơ không độ bộ 3 pha, mà đặc điểm của motor này thường có momen thấp ở tần số thấp. Cùng với đó là độ chính xác tốc độ khá thấp. Trong khi đó servo lại được sử dụng để điều khiển động cơ đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cửu nên thường có momen không thay đổi trong một dải tốc độ rất rộng. Việc sử dụng động cơ đồng bộ còn còn giúp cho việc điều khiển tốc độ chính xác hơn rất nhiều.

 

Về ứng dụng của biến tần và servo cũng rất khác nhau. Biến tần trong thực tế thường dùng để ổn định tốc độ của động cơ. Ví dụ muốn tăng giảm tốc độ của quạt thì người ta dùng biến tần để giảm bớt hoặc tăng tốc lên. Trong khi đó thì servo sử dụng cho nhiều ứng dụng liên quan tới vận tốc, torque và vị trí đòi hỏi yêu cầu điều khiển chính xác cao. Ví dụ như máy cnc cần chạy chính xác chính xác cao.

Ưu nhược điểm của biến tần và servo

Ưu điểm đầu tiên và nổi trội nhất của biến tần là thường có giá thành rẻ, có thể sử dụng với nhiều loại động cơ mà không cần gắn encoder hồi tiếp. Nhược điểm là khả năng điều khiển chính xác thấp.

Còn đối với servo thì ưu điểm là khả năng điều khiển với độ chính xác rất cao đặc biệt ở ở chế độ điều khiển vị trí. Nhược điểm của servo là thường có giá thành cao. Driver chỉ sử dụng đúng với loại động cơ tương ứng nên thường khó khăn trong việc thay thế.

Cách lựa chọn biến tần hay servo khi thiết kế máy

Kinh nghiệm đầu tiên là phải dựa trên một số loại máy cũ tương tự để chọn. Nếu máy cũ sử dụng động cơ servo thì các bạn nên chọn động cơ servo, đừng vì tiết kiệm chi phí mà chọn biến tần sẽ có thể khiến máy của bạn hoạt động không đúng như yêu cầu. Kinh nghiệm thứ hai là cơ cấu liên quan tới vị trí, góc quay cần chính xác cao thì nên sử dụng servo. Cơ cấu chỉ chạy ở một tốc độ không đổi thì nên chọn biến tần. Kinh nghiệm thứ 3 là nếu gặp phải yêu cầu về kích thước nhỏ và cân nặng thấp thì bạn nên lựa chọn giải pháp servo vì nó sẽ đáp ứng được cả hai tiêu chí về kích thước nhỏ gọn cũng như cân nặng thấp hơn so với biến tần.

Để có sự lựa chọn tối ưu nhất, hãy tham khảo bảng so sánh dưới đây:

 

	Biến tần	Servo
Ứng dụng điều khiển	Sử dụng cho các ứng dụng không yêu cầu tốc độ và độ chính xác cao, ổn định	Sử dụng cho các ứng dụng điều khiển ở tốc độ và độ chính xác cao, thay đổi trạng thái nhanh và liên tục
Chế độ điều khiển	Cơ bản là điều khiển tốc độ động cơ	Điều khiển vị trí, tốc độ và mô-men
Khả năng điều khiển nhiều động cơ	Một biến tần có thể điều khiển nhiều động cơ	Một bộ điều khiển servo cơ bản chỉ điều khiển một động cơ servo duy nhất
Độ đáp ứng	Chậm 100 rad/giây hoặc thấp hơn	Nhanh Khoảng 200 đến 15000 rad/giây
Điều khiển bị trí và dừng chính xác cao	Đến khoảng 100 µm	Lên đến khoảng 1µm
Chế độ khóa	Không	Có
Tần số khởi động/dừng	Khoảng 20 vòng/phút hoặc thấp hơn	Khoảng 20 đến 600 vòng/phút
Mô-men xoắn cực đại	Khoảng 150%	Khoảng 300%
Công suất	Khoảng 100W đến 300kW	Khoảng từ 10W đến 60kW
Kích thước	Lớn, nặng	Nhỏ gọn và nhẹ hơn (với cùng công suất)
Chi phí đầu tư	Tương đối thấp	Cao

 

Nhìn chung, việc lựa chọn giữa biến tần hay động cơ servo sẽ phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể, yêu cầu hệ thống và chi phí. Lựa chọn sai sản phẩm sẽ khiến hệ thống máy móc không đạt mục đích công nghệ và hiệu quả mong muốn, lãng phí, thậm chí còn gây ảnh hưởng đến cả thiết bị liên quan khác.