Cùng Abientan so sánh chi tiết giữa biến tần và servo có sự khác nhau như thế nào? Ưu, nhược điểm của mỗi loại ra sao? qua bài viết dưới đây.
So sánh biến tần và servo
Biến tần dùng để thay đổi tần số vào động cơ qua đó điều chỉnh tốc độ động cơ. Còn servo có chức năng điều khiển có hồi tiếp( tốc độ, torque, vị trí).
Sự khác nhau
Đa số các loại biến tần hiện nay đều sử dụng để điều khiển động cơ không độ bộ 3 pha với đặc điểm thường có momen khởi động và độ chính xác tốc độ 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 khởi động lớn và đáp ứng tốc độ chính xác hơn.
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 ứng dụng của động cơ servo 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 vị trí trục X YZ.
Ưu nhược điểm
- Ưu điểm 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.
- Servo có 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 là 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
Một là phải dựa trên một số loại máy cũ tương tự để chọn. Nếu máy cũ sử dụng servo thì các bạn nên chọn 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.
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.
Ba 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.
Bảng so sánh chi tiết
Đặc điểm | Biến tần (VFD – Variable Frequency Drive) | Motor Servo (AC & DC) |
Mục đích chính | Điều khiển tốc độ động cơ AC không đồng bộ, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ động cơ, khởi động/dừng mềm mại. | Điều khiển chính xác vị trí, tốc độ và mô-men xoắn của động cơ (thường là AC servo hoặc DC servo). |
Loại động cơ điều khiển | Động cơ AC không đồng bộ (induction motor). | Động cơ Servo (AC servo – động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, DC servo – động cơ DC có chổi than hoặc không chổi than). |
Điều khiển | Thường là điều khiển vòng hở (điều khiển tần số và điện áp). Vòng kín đơn giản có thể được sử dụng để điều chỉnh tốc độ. Khả năng điều khiển vị trí và mô-men xoắn hạn chế. | Điều khiển vòng kín với bộ mã hóa (encoder) hoặc bộ phân giải (resolver) để phản hồi vị trí, tốc độ và đôi khi cả mô-men xoắn. Điều khiển chính xác cao. |
Độ chính xác | Độ chính xác phụ thuộc vào tần số và tải, khó đạt được vị trí chính xác tuyệt đối. | Độ chính xác rất cao nhờ hệ thống phản hồi liên tục và khả năng hiệu chỉnh lỗi. |
Khả năng tự khởi động | Không trực tiếp liên quan, động cơ AC 3 pha tự khởi động khi có nguồn. | Tự khởi động. |
Mô-men khởi động | Có thể điều chỉnh mô-men khởi động bằng cách thay đổi tần số và điện áp. | Mô-men khởi động cao và ổn định, đặc biệt là ở tốc độ thấp và trạng thái dừng. Tỷ lệ mô-men xoắn trên quán tính cao. |
Dải tốc độ | Điều khiển tốc độ vô cấp trong dải rộng. Khả năng duy trì mô-men xoắn ổn định ở tốc độ cao có thể hạn chế. | Dải tốc độ rộng với khả năng duy trì mô-men xoắn ổn định trong phạm vi hoạt động. Khả năng đáp ứng tốc độ nhanh. |
Hiệu suất | Cải thiện hiệu suất bằng cách vận hành động cơ ở tốc độ cần thiết. | Hiệu suất cao hơn, đặc biệt ở tải thấp và thay đổi. Ít sinh nhiệt hơn. |
Độ rung và ồn | Có thể giảm rung và ồn so với khởi động trực tiếp. | Vận hành êm ái và ít rung động hơn, đặc biệt ở tốc độ cao. |
Kích thước (hệ thống) | Biến tần + động cơ AC không đồng bộ thường lớn hơn hệ thống servo cùng công suất điều khiển vị trí. | Servo drive + motor servo thường nhỏ gọn và nhẹ hơn với cùng khả năng điều khiển vị trí. |
Chi phí (hệ thống) | Chi phí thấp hơn đáng kể so với hệ thống servo. | Chi phí cao hơn do động cơ đặc biệt (có encoder/resolver) và bộ điều khiển phức tạp (servo drive). |
Ứng dụng | Bơm, quạt, băng tải, máy nén khí, máy công cụ đơn giản, các ứng dụng cần điều khiển tốc độ. | Máy CNC, robot công nghiệp, máy đóng gói, in ấn, tự động hóa chính xác cao, các ứng dụng đòi hỏi điều khiển vị trí, tốc độ và mô-men xoắn chính xác. |
Độ tin cậy | Độ tin cậy cao, động cơ AC không đồng bộ có cấu trúc đơn giản và bền bỉ. | Độ tin cậy cao, đặc biệt là loại không chổi than (AC servo, BLDC servo) do ít bộ phận cơ học hao mòn. |
Bảo trì | Yêu cầu bảo trì ít hơn cho cả biến tần và động cơ AC không đồng bộ. | Yêu cầu bảo trì ít hơn cho cả servo drive và motor servo (đặc biệt loại không chổi than). |
Khả năng quá tải | Khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn hạn chế. | Khả năng chịu quá tải tốt hơn trong thời gian ngắn. |