Xu hướng thị trường cho Servo Motor

Động cơ trợ động (servo), được lắp đặt trong vô số quá trình và hệ thống, cũng thay đổi và được cải tiến liên tục để đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe trong các hệ thống này như momen cao hơn, kích cỡ nhỏ hơn, khả năng phản hồi vị trí tuyệt đối, và khả năng điều khiển bằng phần mềm.

Để đánh giá tầm ảnh hưởng của những tiến bộ mới nhất đối với việc lựa chọn và sử dụng động cơ servo, gần đây, tạp chí Control Engineering và Nhóm Nghiên cứu của Reed Research đã tiến hành một cuộc khảo sát với độc giả qua email hoặc gửi trực tuyến để họ chia sẻ quan điểm về dòng sản phẩm này. Dưới đây là một số đánh giá thu được từ cuộc khảo sát vào cuối năm 2007.

Ứng dụng cơ bản và loại động cơ được ưu chuộng

Với 385 phiếu bầu chọn, khoảng 54% cho thấy họ sẽ xây dựng đặc tả, đề xuất, và/hoặc mua các động cơ servo để phục vụ các yêu cầu tại nhà xưởng, 25% cho các ứng dụng OEM (thiết bị gốc), và 21% cho cả hai mục đích trên. Kết quả này có thay đổi so với cuộc khảo sát trước đây, được tiến hành vào năm 2005.

Phân tích kỹ hơn cách thức sử dụng, cuộc khảo sát cho thấy khoảng 57% các loại động cơ servo phục vụ các ứng dụng mới. Những ứng dụng thay thế chỉ chiếm hơn 26%, trong khi thiết bị bổ sung chiếm 16,5% tổng số. Kết quả này cũng tương tự như cuộc khảo sát lần trước, và phân tích thống kê lần này cho thấy sự tăng nhẹ trong các ứng dụng mới (từ 52%) và giảm một chút trong việc bổ sung thiết bị (từ 22%). Ứng dụng thay thế vẫn ổn định với 26%.

Khi được hỏi về các ứng dụng chủ yếu của động cơ servo, gần một nửa số người tham gia (45%) coi điều khiển chuyển động là ứng dụng hàng đầu. Những ứng dụng khác bao gồm máy đóng gói bao bì (chiếm 12%), máy công cụ và thiết bị CNC (11%), 6% dành cho dây chuyền lắp ráp và thiết bị vận chuyển vật tư. Những ứng dụng khác chiếm tỷ lệ rất nhỏ, dưới 5% số người tham gia khảo sát, đó là lắp ráp ô tô, thiết bị in, xử lí bột giấy, giấy, băng giấy,và các hệ thống tự động lắp trên xe. Khoảng 9% người tham gia chọn “ứng dụng khác” (hình bên).

Người tham gia khảo sát cũng được hỏi một loạt các đặc tính ưu tiên đối với động cơ servo, bao gồm: chủng loại, kích cỡ, tốc độ và cấu hình.

Có tới hơn một nửa người tham gia khảo sát muốn sử dụng loại động cơ servo không chổi than. Động cơ với motor bước được yêu chuộng hơn (36%) so với động cơ cảm ứng xoay chiều (31%) và động cơ tuyến tính không chổi than, sử dụng nam châm vĩnh cửu (22%). Phần còn lại thuộc về động cơ một chiều có chổi than(17%), động cơ tuyến tính có chổi than (7%), và động cơ từ trở (2%).

Những đặc tính hoạt động được mong đợi nhất của động cơ servo

Chức năng và đặc điểm

Khi những người tham gia được yêu cầu đánh giá một loạt các đặc tính chức năng với các tiêu chí từ “rất quan trọng” tới “không quan trọng chút nào”, hầu như tất cả (chiếm 97%) đều nhất trí giá cả là rất quan trọng hoặc khá quan trọng. Tỷ lệ này thấp hơn đôi chút ở các tiêu chí khác như kiểu lắp đặt (95%), và kích cỡ tiêu chuẩn như NEMA 23, 24, 42 vv. (91%). Chức năng bảo vệ EMI/RFI cũng được người tiêu dùng đánh giá cao (90%), vỏ bọc thông thường (87%): cấp bảo vệ IP 65 hoặc cao hơn (83%); và phanh cơ khí tích hợp (80%).

Người tham gia khảo sát gặp chút bối rối khi đánh giá hiệu quả hoạt động. Có tới gần 90% số người tham gia đánh dấu rất quan trọng hoặc khá quan trọng trên các tính chất nói trên, bao gồm tỷ số momen/quán tính cao (96%), momen cao ở tốc độ thấp (96%), momen đầu ra cao (95%), phần mềm để cài đặt/ điều khiển (92%), mật độ công suất cao (92%), dải tốc độ rộng (92%), và suy giảm momen thấp (90%). Tuy vậy, “lực quán tính khác nhau của rotor có trong cùng một kích thước động cơ” và “thiết kế rotor có nam châm vĩnh cửu bên trong” được đánh giá là không quan trọng do gần chỉ có 23 % và 17% số người tham gia khảo sát đánh dấu vào tính chất này.

Thực tế thì ứng dụng khó hơn nhiều so với đọc hiểu các tính chất và hiệu năng của sản phẩm vì vậy “nếu muốn mua động cơ trợ động, cần hiểu rõ yêu cầu momen xoắn, công suất cần thiết cho ứng dụng mà bạn quan tâm. Nếu chưa yên tâm hãy hỏi nhà cung cấp hoặc nhà sản xuất động cơ đó, bạn sẽ có nhu cầu trả lời thỏa đáng”.

Những tiến bộ trong chế tạo động cơ servo, những bước tiến và tính năng được tăng cường

Mạng truyền thông hiện nay đang được sử dụng cho động cơ servo

Cuộc khảo sát cho thấy 41 % người được hỏi sử dụng thiết bị này trong hệ thống mạng. Hiện tại, hai giao thức phổ biến nhất đang sử dụng là EtherNet/IP và SERCOS. Gần một nửa tổng số người (49%) cho biết họ đang sử dụng và sẽ tiếp tục sử dụng những mạng này trong 12 tháng tới. Các mạng khác được số đông người hưởng ứng đưa ra bao gồm DeviceNet (32%), Profibus (31%), và Modbus TCP/IP (22%). Khi được hỏi về kế hoạch sử dụng loại giao thức mà hiện tại chưa được lắp đặt cho các ứng dụng này thì người tham gia khảo sát hướng tới SERCOS III (19%), EtherNet IP (14%), EtherCAT (12%), và Profinet (11%), như là những lựa chọn hàng đầu.

Lấy ý kiến về động cơ servo tích hợp sẵn bộ điều khiển, truyền động và phản hồi bên trong vỏ động cơ, chỉ khoảng 1/3 số người tham gia (30%) cho biết họ đang sử dụng các thiết bọ như vậy. Tuy nhiên, số khác (chiếm 19 %) lại lưu ý rằng mặc dù hiện nay họ không sử dụng động cơ servo trong những cấu hình này, nhưng họ có kế hoạch sử dụng chúng trong 12 tháng tới. Chỉ hơn 2/5 (41%) cho biết họ sử dụng các động cơ servo tuyến tính, và một số nữa, chiếm 22% đồng ý rằng họ có kế hoạch bổ sung chúng trong 12 tháng tới.

Mặc dù các ứng dụng của động cơ servo không tiên tiến hơn so với nhiều năm về trước, nhưng cách thức trong các sản phẩm mà chúng có mặt cũng đã tiến bộ. “Hãy đảm bảo rằng thiết bị dễ cài đặt và có thể truyền thông với tất cả các PLC”. Một người nữa lại nói: Đừng ngại ngần khi sử dụng động cơ servo. Chúng đã trở nên dễ dàng cài đặt và sử dụng hơn rất nhiều so với 10 năm về trước”.

Xu hướng hiện tại và tương lai

Có tới 52% người được hỏi muốn mua loại động cơ điện động, tích hợp bộ truyền động. 21 % cho biết họ mua động cơ và bộ truyền động riểng lẻ và 15% chọn mua động cơ và truyền động tích hợp; 12 % cho biết họ không ưu tiên gì cả. Về mặt tốc độ, 76% cho biết họ cần tốc độ lên tới 3.000 vòng/phút. Chỉ số ít (9%) cần tốc độ trên 10.000 vòng/phút. Khoảng 43% nói rằng họ sử dụng động cơ servo có tốc độ 3001 tới 4000 vòng/phút, 37% lại cần các thiết bị với tốc độ từ 4000 đến 6000 vòng/phút, và 12 % cho rằng họ cần tốc độ từ 6000 đến 10000 vòng/phút.

Khi được hỏi về giá trị công suất định mức và kích thước của động cơ servo đang sử dụng và giá trị định mức nào theo dự kiến sẽ được sử dụng trong tương lai, hầu hết những người hưởng ứng (71%) cho biết họ đã sử dụng và có kế hoạch tiếp tục sử dụng các động cơ có công suất lên tới 1kW trong 12 tháng tiếp theo.

Khoảng 56% đang và sẽ có kế hoạch sử dụng các thiết bị từ 1 tới 5kW. Chỉ một số ít sử dụng và có kế hoạch tiếp tục sử dụng động cơ servo có giá trị định mức hơn 30 kW. Hầu hết (78%) chỉ ra rằng họ không sử dụng hoặc có ý định sử dụng thiết bị có công suất trên 30kW trong 12 tháng tới.

Nhìn chung, thị trường servo có vẻ ổn định với khoảng một nửa số người tham gia khảo sát cho biết họ có kế hoạch duy trì mức chi tiêu hiện tại cho thiết bị này trong 21 tháng tới. Hơn 1/3 (35%) có kế hoạch tăng, trong khi chỉ 14 % dự báo sẽ giảm. Mức chi tiêu trong 12 tháng qua là $15000 – $36000 đối với khoảng 1/5 những người hưởng ứng (21%); 17 % nữa thì ở mức $5000 – $14999; và 17% nữa thì ở mức $37.000 – $99.999. Điều ngạc nhiên là gần 18% cho biết họ đã bỏ ra $100.000 hoặc hơn cho các động cơ servo điện trong 12 tháng qua. Và ai có thể chắc rằng thị trường cho động cơ trợ lực sẽ thay đổi thế nào ở Việt Nam trong những năm tới.