So sánh động cơ servo và động cơ thường: mô-men, độ chính xác, chi phí, khi nào nên thay

Khi một máy đang chạy bằng motor 3 pha gắn hộp số và biến tần bắt đầu bộc lộ giới hạn, như dừng không đúng chỗ, chạy chậm thì yếu, tăng nhịp sản xuất thì motor nóng, câu hỏi đặt ra là có nên chuyển sang servo hay không. Để trả lời đúng, phép so sánh động cơ servo và động cơ thường cần đặt trên cùng một mặt bằng: cùng tải, cùng tốc độ trục ra, cùng chu kỳ chạy – dừng, chứ không chỉ so công suất ghi trên tem.

Ở đây, "động cơ thường" được hiểu là ba nhóm phổ biến nhất trong xưởng: motor không đồng bộ 3 pha (chạy trực tiếp hoặc qua biến tần), motor giảm tốc liền hộp số và motor DC chổi than 12V/24V có bộ điều tốc. Mỗi nhóm được đối chiếu với servo AC công nghiệp theo từng tiêu chí kỹ thuật: đường đặc tính mô-men – tốc độ, độ chính xác, đáp ứng, khả năng quá tải, hiệu suất, chi phí trọn bộ và độ bền, kèm các tình huống cụ thể nên thay hoặc không nên thay.

1. Động cơ servo và động cơ thường khác nhau ở cấu trúc hệ truyền động

Khác biệt lớn nhất không nằm ở thân motor mà ở cả hệ thống. Motor 3 pha thông thường là một thiết bị độc lập: đóng điện lưới là quay, tốc độ do số cực và tần số quyết định. Servo thì luôn là một bộ gồm ba phần không tách rời: motor đồng bộ nam châm vĩnh cửu, encoder gắn ở đuôi trục và driver đọc encoder để điều chỉnh dòng điện liên tục. Không có driver, motor servo không tự quay được.

Motor không đồng bộ 3 pha

Rotor lồng sóc không có nam châm; từ trường quay của stator cảm ứng dòng điện vào rotor và kéo rotor quay chậm hơn từ trường một chút (độ trượt). Motor 4 cực ở lưới 50 Hz có tốc độ đồng bộ 1.500 vòng/phút, nhưng tốc độ định mức thực tế chỉ khoảng 1.400–1.460 vòng/phút tùy công suất, và tốc độ còn giảm thêm khi tải tăng. Gắn biến tần thì đổi được tốc độ, nhưng phần lớn biến tần vẫn chạy vòng hở, không biết chính xác trục đang ở góc nào.

Motor giảm tốc và motor DC thường

Motor giảm tốc là motor không đồng bộ (hoặc motor 1 pha) liền với hộp số bánh răng hay trục vít, cho tốc độ ra thấp và mô-men lớn. Motor DC chổi than 12V/24V có tốc độ tỉ lệ gần đúng với điện áp, chỉnh tốc bằng bộ điều tốc PWM; khi tải nặng lên, tốc độ tụt xuống vì không có phản hồi.

Động cơ servo AC

Rotor gắn nam châm vĩnh cửu nên quay đồng bộ với từ trường, không có độ trượt. Encoder báo vị trí rotor hàng nghìn đến hàng triệu điểm mỗi vòng, driver so sánh với lệnh và bù sai lệch trong vài phần nghìn giây. Nhờ vòng kín này, servo giữ đúng tốc độ và vị trí dù tải thay đổi. Các mức công suất và cỡ mặt bích thông dụng có thể tham khảo trong danh mục motor servo để hình dung một bộ servo gồm những gì.

2. Bảng so sánh động cơ servo và động cơ thường theo từng tiêu chí

Bảng dưới gom các khác biệt chính để người chọn máy nhìn nhanh. Các mục sau sẽ giải thích từng dòng kèm số liệu.

• Mức quá tải và độ chính xác thay đổi theo hãng và đời driver; luôn đối chiếu catalog của bộ cụ thể.
• Biến tần có card encoder chạy vector vòng kín sẽ thu hẹp khoảng cách với servo về tốc độ, nhưng không bằng servo về đáp ứng và định vị.
• So sánh với động cơ bước là một chủ đề riêng, xem bài so sánh động cơ bước và động cơ servo.

3. Đặc tính mô-men – tốc độ: chỗ khác biệt dễ chọn sai nhất

Nhiều người thay motor thường bằng servo "cùng số kW" rồi thấy máy yếu hơn. Nguyên nhân là công suất bằng mô-men nhân tốc độ: cùng 1,5 kW nhưng motor quay chậm thì mô-men lớn, quay nhanh thì mô-men nhỏ. Công thức quy đổi dùng hằng ngày:

Mô-men (Nm) = 9.550 × Công suất (kW) / Tốc độ (vòng/phút)

• Servo 3.000 vòng/phút chỉ có khoảng một nửa mô-men so với motor 4 cực cùng công suất; thay thẳng vào trục đang kéo tải là thiếu lực.
• Muốn dùng servo tốc độ cao cho tải cũ, phải thêm cấp giảm tốc để đổi tốc độ dư thành mô-men.
• So sánh luôn ở trục ra của máy (sau hộp số), không so ở trục motor.

Motor 3 pha chạy biến tần

Từ 0 đến tần số định mức (50 Hz), biến tần giữ tỉ số điện áp/tần số nên về lý thuyết mô-men gần như không đổi. Trên thực tế, ở chế độ V/f tần số thấp (dưới khoảng 5–10 Hz), điện áp thấp làm mô-men khởi động yếu và tốc độ dao động theo tải; chế độ vector không cảm biến cải thiện được phần này. Trên 50 Hz, điện áp đã đạt tối đa nên mô-men giảm dần theo tốc độ (vùng công suất không đổi). Ngoài ra, quạt làm mát gắn trên trục quay chậm theo motor, nên chạy liên tục ở tốc độ thấp với tải định mức sẽ làm motor nóng; khi đó phải giảm tải hoặc lắp quạt cưỡng bức riêng.

Motor servo

Servo cho mô-men định mức gần như không đổi từ 0 tới tốc độ định mức, kể cả khi trục đứng yên giữ tải. Mô-men đỉnh (khoảng 2,5–3 lần định mức) dùng được trong lúc tăng tốc, giảm tốc. Trên tốc độ định mức, mô-men đỉnh giảm nhanh vì điện áp DC bus không đủ thắng sức phản điện động của nam châm; mỗi motor có đường cong riêng trong catalog, cần xem vùng chạy liên tục và vùng chạy ngắn hạn trước khi chọn.

Đoạn video sau cho thấy một motor servo 2,6 kW mặt bích 130, mô-men 10 Nm ở 2.500 vòng/phút, chạy thực tế với driver: motor đạt tốc độ cao trong thời gian rất ngắn và dừng gọn, điều motor thường khó làm được ở cùng kích thước thân.

4. Độ chính xác vị trí và độ ổn định tốc độ khi tải thay đổi

Tốc độ

Motor 3 pha chạy lưới hoặc biến tần V/f có độ trượt vài phần trăm và độ trượt thay đổi theo tải. Một băng tải chạy không tải và khi đầy hàng có thể lệch nhau vài chục vòng/phút ở trục motor. Biến tần vector không cảm biến bù được một phần độ trượt; biến tần có card encoder chạy vector vòng kín cho tốc độ ổn định tốt hơn nhiều. Servo luôn chạy vòng kín nên tốc độ thực bám gần như tuyệt đối theo lệnh, sai lệch chỉ còn ở mức dao động nhỏ quanh giá trị đặt.

Vị trí

Đây là điểm motor thường thua rõ nhất. Muốn dừng một motor 3 pha đúng chỗ, máy thường dùng cảm biến hoặc công tắc hành trình rồi cắt điện, kết hợp phanh. Vì trục còn trôi theo quán tính trong lúc phanh ăn, vị trí dừng dao động theo tải, nhiệt độ má phanh và độ mòn. Servo có encoder cho độ phân giải rất cao:

• Độ phân giải encoder không đồng nghĩa với độ chính xác của máy; khe hở hộp số, độ giãn dây đai, độ cứng khung quyết định sai số cuối cùng.
• Với băng tải, trục vít, bàn xoay, sai số cơ khí thường lớn hơn sai số servo hàng chục lần.
• Thông số chỉ có giá trị khi gain đã chỉnh hợp với tải.

Biến tần có encoder có thay được servo không

Biến tần vector vòng kín với encoder trên motor 3 pha kéo được tải nặng ở tốc độ rất thấp, giữ tốc độ chính xác và một số dòng có chức năng định vị đơn giản. Cách này hợp với máy cuộn, máy kéo có tải lớn, quán tính lớn và không cần chạy – dừng nhanh. Tuy vậy, rotor lồng sóc có quán tính lớn hơn rotor servo nhiều lần, hằng số thời gian điện từ dài hơn, nên thời gian tăng tốc, độ cứng khi giữ vị trí và khả năng chạy nội suy nhiều trục đều kém servo.

5. Đáp ứng động: chạy – dừng liên tục và nhịp máy

Ở các máy cắt theo chiều dài, máy đóng gói, bàn xoay chia độ, motor phải tăng tốc rồi dừng hàng chục lần mỗi phút. Thời gian tăng tốc phụ thuộc mô-men khả dụng chia cho tổng quán tính (motor + tải quy đổi). Rotor servo thon, dài, quán tính nhỏ, lại có mô-men đỉnh gấp 2,5–3 lần, nên đạt tốc độ trong vài chục mili giây. Motor 3 pha cùng công suất có rotor to và nặng, phần lớn năng lượng tăng tốc dùng để quay chính rotor.

Motor 3 pha đóng cắt trực tiếp không hợp với chạy – dừng dày

Mỗi lần khởi động trực tiếp, dòng điện vọt lên khoảng 5–7 lần định mức; nhiệt sinh ra trong rotor tích tụ nếu số lần khởi động mỗi giờ lớn. Catalog motor có giới hạn số lần khởi động, vượt qua là cách điện và rotor nhanh hỏng. Dùng biến tần giảm được dòng khởi động nhưng năng lượng hãm vẫn phải đổ vào điện trở xả. Servo cũng phải xử lý năng lượng hãm, nhưng do quán tính rotor nhỏ, phần năng lượng của chính motor ít hơn đáng kể.

Nhịp máy thực tế

Một băng tải cắt sản phẩm chạy 20–30 nhịp mỗi phút với dung sai vài milimet vẫn có thể dùng biến tần, encoder ngoài và PLC bù quãng trôi. Khi dung sai xuống dưới 1 mm, nhịp tăng cao hoặc phải bám chuyển động theo một trục khác (cắt bay, in theo dấu), servo gần như là lựa chọn duy nhất hợp lý.

6. Khả năng quá tải và cách mỗi loại chịu tải nặng

Hai loại motor chịu quá tải theo hai kiểu khác nhau, và hiểu sai điều này là nguyên nhân phổ biến khiến servo báo lỗi quá tải sau khi thay thế.

Motor 3 pha

Motor không đồng bộ có mô-men cực đại (mô-men tới hạn) thường khoảng 2–3 lần định mức khi chạy lưới, và khối lượng sắt, đồng lớn giúp nó chịu quá tải vừa phải trong thời gian dài mà chỉ nóng lên từ từ. Khi chạy qua biến tần, giới hạn thực tế lại là biến tần: loại tải nặng thường chịu khoảng 150% dòng định mức trong 60 giây. Với tải va đập, tải khởi động nặng như máy nghiền, máy trộn bột, motor thường gắn hộp số tỏ ra "lì" và dễ dùng.

Servo

Servo cho mô-men đỉnh rất cao nhưng chỉ trong vài giây; driver tính nhiệt motor liên tục theo bình phương dòng điện và cắt khi vượt ngưỡng. Vì vậy servo phải chọn theo mô-men hiệu dụng (RMS) của cả chu kỳ, không chỉ theo mô-men lớn nhất. Một tải cần mô-men định mức liên tục suốt ca mà chọn servo vừa khít sẽ khiến motor nóng và báo lỗi khi trời nóng hoặc khi thêm ma sát.

Tải quán tính lớn

Tải có quán tính rất lớn so với rotor (bánh đà, trống quay lớn, bàn xoay nặng) làm servo khó ổn định, dễ rung và vọt lố nếu không có hộp giảm tốc để quy đổi. Motor 3 pha có rotor nặng lại chịu kiểu tải này tốt hơn khi không cần định vị.

7. Hiệu suất, nhiệt độ và tiêu thụ điện năng

Hiệu suất ở tải định mức

Motor không đồng bộ mất năng lượng ở cả đồng stator lẫn rotor (dòng cảm ứng trong lồng sóc), cộng tổn hao quạt. Motor 3 pha 4 cực theo cấp IE3 có hiệu suất tối thiểu khoảng 82,5% ở 0,75 kW và 85,3% ở 1,5 kW; motor công suất nhỏ hơn còn thấp hơn. Motor servo nam châm vĩnh cửu không có tổn hao đồng rotor và không có quạt, nên hiệu suất thường cao hơn motor không đồng bộ cùng cỡ.

Hiệu suất ở tải nhỏ và tốc độ thấp

Khác biệt rõ hơn ở tải non: motor 3 pha chạy 30–40% tải vẫn cần dòng từ hóa nên hệ số công suất và hiệu suất giảm mạnh. Servo chỉ sinh dòng tương ứng mô-men cần dùng, khi đứng yên không tải dòng gần như bằng không. Máy chạy – dừng xen kẽ, chạy chậm phần lớn thời gian là nơi servo tiết kiệm điện nhiều nhất.

Cả hệ thống, không chỉ thân motor

Tiết kiệm thật sự thường đến từ việc bỏ bớt cơ cấu tổn hao: thay hộp trục vít bánh vít tỉ số lớn (hiệu suất có thể chỉ khoảng 50–70%) bằng servo gắn hộp hành tinh hoặc truyền động trực tiếp, bỏ ly hợp – phanh chạy liên tục. Ngược lại, máy bơm, quạt, băng tải chạy một tốc độ suốt ca thì motor 3 pha hiệu suất cao kết hợp biến tần đã gần như tối ưu; đổi sang servo hầu như không thu hồi được chi phí.

Nhiệt độ và làm mát

Servo không có quạt, tản nhiệt qua vỏ và mặt bích. Thông số định mức trong catalog thường đo khi motor bắt lên tấm kim loại có kích thước nhất định; bắt lên khung nhựa, khung nhỏ hoặc đặt trong tủ kín thì phải giảm tải. Vỏ servo nóng 60–80°C khi chạy định mức là bình thường, nhưng nhiệt quá cao kéo dài làm yếu nam châm, encoder cũng là linh kiện điện tử chịu nhiệt kém hơn cuộn dây.

8. Chi phí trọn bộ, độ bền và khả năng sửa chữa

Một bộ gồm những gì

So sánh giá chỉ nhìn thân motor là sai. Một trục servo gồm motor, driver, cáp động lực, cáp encoder (thường riêng của hãng), điện trở xả khi cần, bộ điều khiển phát lệnh (PLC phát xung, bộ điều khiển chuyển động hoặc màn hình) và thường thêm hộp giảm tốc hành tinh. Phía motor thường gồm motor, hộp số, biến tần hoặc khởi động từ, cảm biến dừng và phanh nếu cần.

• Servo đáng giá khi nó thay được nhiều cơ cấu (ly hợp, cam, cảm biến dừng, hộp số nhiều cấp) hoặc rút ngắn nhịp máy.
• Máy cần chạy lâu năm ở vùng xa, khó tìm kỹ thuật, nên ưu tiên phương án dễ thay thế.
• Dự trù driver hoặc motor dự phòng cho trục quan trọng vì servo thường không thay lẫn hãng.

Độ bền

Motor 3 pha rotor lồng sóc gần như không có bộ phận mòn ngoài bạc đạn; cuộn dây cháy có thể quấn lại, thân motor dùng được hàng chục năm. Motor DC chổi than mòn chổi theo giờ chạy và cổ góp phải bảo dưỡng. Motor servo không có chổi than, bạc đạn và cuộn dây bền tương đương, nhưng có thêm encoder và nam châm: va đập mạnh lên đuôi trục, nhiệt quá cao hoặc nước dầu lọt vào làm hỏng encoder, còn nam châm có thể bị khử từ khi quá nhiệt. Driver là thiết bị điện tử công suất, nhạy với sét, điện áp không ổn định và bụi ẩm trong tủ.

Sửa chữa

Motor thường hầu như thợ điện nào cũng sửa được. Servo hỏng encoder cần thay đúng loại và căn lại góc pha; driver hỏng thường phải sửa ở nơi chuyên hoặc thay mới cùng mã. Đây là chi phí ẩn cần tính khi so sánh.

9. Servo gắn hộp giảm tốc so với motor giảm tốc thường

Servo vẫn cần hộp số trong rất nhiều máy, vì hai lý do: nhân mô-men để dùng motor nhỏ quay nhanh, và giảm tỉ số quán tính tải quy về trục motor (tỉ số quán tính giảm theo bình phương tỉ số truyền). Hộp số dùng cho servo khác hộp số của động cơ giảm tốc thông thường ở mấy điểm:

• Khe hở (backlash): hộp hành tinh chính xác cho servo có khe hở chỉ vài phút góc (arcmin); hộp trục vít bánh vít thông thường có khe hở lớn hơn nhiều, cỡ vài chục arcmin trở lên và tăng dần theo độ mòn.
• Tốc độ đầu vào: hộp cho servo chịu được tốc độ vào 3.000 vòng/phút trở lên; nhiều hộp số công nghiệp thông thường được tính cho motor khoảng 1.500 vòng/phút.
• Mặt bích và trục: hộp servo có mặt bích, ống kẹp trục theo đúng cỡ motor servo; hộp thường cần bích chuyển nếu muốn lắp servo.
• Độ cứng xoắn: hộp servo cứng hơn, giúp vòng điều khiển ổn định ở gain cao.

Với các trục chỉ cần chạy tốc độ ổn định, định vị thô và tải nặng, ghép servo với hộp giảm tốc bánh răng hoặc trục vít thông thường vẫn dùng được, miễn chọn đúng tốc độ vào và chấp nhận sai số do khe hở. Riêng hộp trục vít tỉ số lớn có khả năng tự hãm nhưng hiệu suất thấp, khi servo hãm gấp sẽ chịu mô-men ngược lớn; nên giới hạn mô-men trên driver. Các loại hộp số chuyên cho servo được phân tích kỹ ở bài hộp số servo.

Video dưới đây giới thiệu motor servo 0,4–1,5 kW lắp với hộp giảm tốc chân đế, kiểu ghép thường gặp khi thay cho motor giảm tốc cũ trên băng tải và máy cấp liệu.

10. Khi nào nên thay motor + hộp số + biến tần bằng servo, khi nào không

Nên chuyển sang servo khi

• Cần dừng chính xác dưới khoảng 1 mm hoặc vài phần nghìn vòng, lặp lại liên tục: cắt theo chiều dài, đột dập cấp phôi, bàn chia độ, dán nhãn, gấp, ép.
• Nhịp chạy – dừng dày (từ khoảng 5–10 lần mỗi phút trở lên), motor 3 pha hiện tại nóng hoặc phanh mòn nhanh.
• Cần đồng bộ nhiều trục với nhau hoặc bám theo một trục chính (cắt bay, máy in, máy quấn có bước tiến).
• Cần mô-men đủ ở tốc độ rất thấp hoặc giữ lực khi trục đứng yên (kéo căng, ép giữ).
• Máy chật chỗ, cần motor nhỏ nhẹ, hoặc muốn bỏ cơ cấu cam, ly hợp – phanh, nhiều cấp hộp số.
• Máy thay sản phẩm thường xuyên, muốn đổi hành trình và tốc độ bằng thông số thay vì chỉnh cơ khí.

Nên giữ motor thường (có thể thêm biến tần) khi

• Tải chạy một tốc độ liên tục suốt ca: bơm, quạt, máy nén, băng tải dài, máy khuấy.
• Tải va đập, kẹt cứng thường xuyên, quán tính rất lớn và không cần định vị: máy nghiền, máy trộn, tời kéo nặng.
• Môi trường quá nóng, nhiều nước, bụi dẫn điện, rung mạnh mà không thể bảo vệ encoder và driver.
• Đội vận hành không có người cài đặt servo, máy cần sửa nhanh bằng linh kiện phổ thông.
• Dừng sai lệch vài milimet vẫn chấp nhận được; khi đó biến tần, cảm biến và hãm là đủ.

Ví dụ cân nhắc thực tế

Một máy cắt túi đang dùng motor điện 3 pha 0,75 kW, hộp số và ly hợp – phanh điện từ, kéo màng 25 nhịp mỗi phút, chiều dài túi sai 2–3 mm và phải chỉnh lại mỗi khi đổi cuộn. Thay bằng một bộ servo 750 W kéo trực tiếp trục cuốn qua hộp hành tinh tỉ số nhỏ, PLC ra lệnh theo chiều dài, máy bỏ được ly hợp – phanh, sai số chiều dài giảm xuống mức encoder và độ trượt màng quyết định, đổi kích thước túi chỉ bằng nhập số. Ngược lại, băng tải dẫn hàng ra cuối máy chỉ cần chạy đều, giữ motor giảm tốc và biến tần sẽ hợp lý hơn.

Với các máy nhỏ dùng motor DC 12V/24V có bộ điều tốc, nếu chỉ cần chỉnh tốc độ êm thì giữ nguyên là đủ; khi cần tốc độ ổn định theo tải hoặc dừng theo bước, mới tính tới servo DC hoặc servo AC công suất nhỏ.

11. Câu hỏi thường gặp về so sánh động cơ servo và động cơ thường

• Motor servo 1,5 kW có thay được motor 3 pha 1,5 kW đang kéo tải không? Chỉ thay được khi mô-men ở trục ra đáp ứng. Motor 3 pha 1,5 kW 4 cực cho khoảng 10 Nm; servo 1,5 kW tốc độ 1.500 vòng/phút cho mô-men tương đương, còn bản 3.000 vòng/phút chỉ khoảng 5 Nm. Nếu chọn bản tốc độ cao thì cần thêm cấp giảm tốc khoảng 1:2 để bù.
• Gắn encoder lên motor 3 pha và dùng biến tần vector có thay được servo không? Thay được ở các ứng dụng cần giữ tốc độ chính xác và mô-men ở tốc độ thấp như máy cuộn, máy kéo. Với định vị nhanh, chạy – dừng dày hoặc nội suy nhiều trục thì không bằng servo vì rotor lồng sóc quán tính lớn và đáp ứng chậm hơn.
• Động cơ servo có chạy liên tục nhiều ca như motor thường được không? Chạy được nếu mô-men hiệu dụng của chu kỳ nằm dưới mô-men định mức và motor được tản nhiệt đúng như điều kiện catalog. Nên chừa dự phòng khoảng 20–30% cho tải chạy liên tục, vì servo không có quạt và driver sẽ cắt khi tích nhiệt.
• Vì sao motor servo không có quạt mà vẫn chạy được công suất định mức? Rotor nam châm không sinh tổn hao đồng như rotor lồng sóc, nhiệt chủ yếu sinh ở stator sát vỏ nên thoát qua vỏ và mặt bích dễ hơn. Thông số định mức đã tính với motor bắt lên tấm kim loại tản nhiệt; lắp lên khung nhỏ hoặc vật liệu cách nhiệt thì phải giảm tải.
• Cùng công suất, vì sao motor servo nhỏ và nhẹ hơn motor 3 pha nhiều? Nam châm vĩnh cửu tạo từ trường mà không cần dòng từ hóa, mật độ mô-men trên mỗi kilogam cao hơn; servo thường cũng có tốc độ định mức cao hơn nên cùng công suất cần mô-men nhỏ hơn. Đổi lại, servo phụ thuộc hoàn toàn vào driver và không có vỏ lớn để tích nhiệt.
• Servo có tiết kiệm điện hơn motor 3 pha chạy biến tần không? Ở máy chạy – dừng, chạy non tải hoặc thường xuyên đứng yên, servo tiết kiệm rõ vì không tốn dòng từ hóa và tổn hao rotor. Ở tải chạy đều gần định mức suốt ca, motor 3 pha hiệu suất cao kèm biến tần chênh lệch ít, khó bù lại khoản đầu tư servo.
• Máy bơm, quạt, máy nén có nên dùng servo không? Thường là không. Các tải này cần tốc độ ổn định vừa phải và chạy liên tục, biến tần với motor 3 pha đã điều chỉnh lưu lượng tốt và rẻ hơn nhiều. Servo chỉ hợp với bơm định lượng cần bơm chính xác theo thể tích từng nhịp.
• Băng tải chạy – dừng theo chiều dài sản phẩm nên dùng servo hay biến tần? Dung sai vài milimet, nhịp dưới khoảng 20–30 lần mỗi phút thì biến tần kết hợp encoder đo chiều dài và PLC bù quãng trôi là đủ. Dung sai dưới 1 mm, nhịp cao hoặc phải bám dấu in, cắt bay thì nên dùng servo.
• Thay servo cho máy đang dùng motor giảm tốc có cần bỏ hộp số không? Không nhất thiết. Nếu tốc độ trục ra thấp và tải nặng, vẫn cần hộp số để nhân mô-men và giảm tỉ số quán tính; chỉ nên đổi sang hộp có khe hở nhỏ, chịu được tốc độ vào cao và có mặt bích hợp với servo. Hộp số cũ dùng lại được khi chấp nhận sai số do khe hở.
• Hộp giảm tốc trục vít bánh vít có dùng với motor servo được không? Dùng được cho tải cần tự hãm hoặc chuyển hướng 90°, nhưng hiệu suất ở tỉ số lớn thấp, khe hở lớn hơn hộp hành tinh và mòn dần làm giảm độ chính xác. Nên giới hạn mô-men trên driver để tránh gãy răng bánh vít khi servo tăng, giảm tốc gấp.
• Động cơ servo có bền bằng motor 3 pha thường không? Phần cơ và cuộn dây bền tương đương, nhưng servo có thêm encoder, nam châm và driver điện tử, là những bộ phận nhạy với va đập, quá nhiệt, ẩm và điện áp xấu. Trong môi trường sạch, khô, tủ điện đúng chuẩn, servo chạy nhiều năm ổn định; môi trường khắc nghiệt thì motor thường bền hơn.
• Máy cũ dùng motor DC chổi than có thay bằng servo AC được không? Được, và thường giải quyết luôn chuyện mòn chổi than, tốc độ tụt theo tải. Cần quy đổi đúng mô-men và tốc độ ở trục ra, thay mạch điều tốc bằng driver servo và nguồn điện phù hợp; nếu chỉ cần chỉnh tốc độ đơn giản thì một bộ điều tốc motor kèm motor AC giảm tốc đã đủ và rẻ hơn.

12. Kết luận

Không có loại nào tốt hơn tuyệt đối. Servo thắng ở định vị, đáp ứng nhanh, mô-men ở tốc độ thấp và chạy – dừng dày; motor thường thắng ở độ lì với tải nặng, va đập, chi phí và khả năng thay thế, sửa chữa. Khi cân nhắc, hãy quy đổi về mô-men và tốc độ ở trục ra, tính mô-men hiệu dụng của cả chu kỳ và tính đủ chi phí trọn bộ. Nếu yêu cầu chính xác và nhịp máy đã vượt quá khả năng của motor + hộp số + biến tần, một bộ servo đúng cỡ như motor servo 1,5 kW kèm hộp số phù hợp sẽ giải quyết dứt điểm; còn tải chạy đều một tốc độ thì giữ motor thường là lựa chọn kinh tế hơn.