发布者：zyp    来源：上海仰光电子科技有限公司     发布时间：2022-2-23

伺服电机维修以及调试方法

伺服电机维修

一、电机编码器报警
1、故障原因
①接线错误；
②电磁干扰；
③机械振动导致的编码器硬件损坏；
④现场环境导致的污染；
2、维修方法
①检查接线并排除错误；
②检查屏蔽是否到位，检查布线是否合理并解决，必要时增加滤波器加以改
善；
③检查机械结构，并加以改进；
④检查编码器内部是否受到污染、腐蚀（粉尘、油污等），加强防护；
3、安装及接线标准
①尽量使用原装电缆；
②分离电缆使其尽量远离污染接线,特别是高污染接线；
③尽可能始终使用内部电源。如果使用开关电源,则应使用滤波器，确保电
源达到洁净等级；
④始终将公共端接地；
⑤将编码器外壳与机器结构保持绝缘并连接到电缆屏蔽层；
⑥如果无法使编码器绝缘,则可将电缆屏蔽层连接到编码器外壳和驱动器框
架上的接地 (或专用端子)。
二、电机断轴
1、故障原因
①机械设计不合理导致径向负载力过大；
②负载端卡死或者严重的瞬间过载；
③电机和减速机装配时不同心；
2、维修方法
①核对电机样本中可承受的最大径向负载力，改进机械设计；
②检查负载端的运行情况，确认实际的工艺要求并加以改进；
③检查负载运行是否稳定，是否存在震动，并加以改进机械装配精度。
三、电动机空载电流不平衡，三相相差大
1、故障原因
①绕组首尾端接错；
②电源电压不平衡；
③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。
2、维修方法
①检查并纠正；
②测量电源电压，设法消除不平衡；
③消除绕组故障。
四、电动机运行时响声不正常有异响
1、故障原因
①轴承磨损或油内有砂粒等异物；
②转子铁芯松动；
③轴承缺油；
④电源电压过高或不平衡。
2、维修方法
①更换轴承或清洗轴承；
②检修转子铁芯；
③加油；
④检查并调整电源电压
五、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多
1、故障原因
①电源电压过低；
②面接法电机误接；
③转子开焊或断裂；
④转子局部线圈错接、接反；
③修复电机绕组时增加匝数过多；
⑤电机过载。
2、维修方法
①测量电源电压，设法改善；
②纠正接法；
③检查开焊和断点并修复；
④查出误接处予以改正；
⑤恢复正确匝数；
⑥减载。
六、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟？
1、故障原因
①电源未通（至少两相未通）；
②熔丝熔断（至少两相熔断）；
③过流继电器调得过小；
④控制设备接线错误。
2、维修方法
①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；
③调节继电器整定值与电动机配合；
④改正接线。
七、运行中电动机振动较大
1、故障原因
①由于磨损轴承间隙过大；
②气隙不均匀；
③转子不平衡；
④转轴弯曲；
⑤联轴器（皮带轮）同轴度过低。
2、维修方法
①检修轴承，必要时更换；
②调整气隙，使之均匀；
③校正转子动平衡；
④校直转轴；
⑤重新校正，使之符合规定。
八、通电后电机不转有嗡嗡声
1、故障原因
①转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；
③电源回路接点松动，接触电阻大；
④电动机负载过大或转子卡住；
⑤电源电压过低；
⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；
⑦轴承卡住。
2、维修方法
①查明断点予以修复；
②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；
③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；
④减载或查出并消除机械故障；
⑤检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以
纠正；
⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；
⑦修复轴承。
九、轴承过热？
1、故障原因
①滑脂过多或过少；
②油质不好含有杂质；
③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；
④轴承内孔偏心，与轴相擦；
⑤电动机端盖或轴承盖未装平；
⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；
⑦轴承间隙过大或过小；
⑧电动机轴弯曲。
2、维修方法
①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；
②更换清洁的润滑滑脂；
③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；
④修理轴承盖，消除擦点；更多精彩内容请关注微信号技成培训
⑤重新装配；
⑥重新校正，调整皮带张力；
⑦更换新轴承；
⑧校正电机轴或更换转子。
十、电机过热甚至冒烟？
1、故障原因
①电源电压过高；
②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；
③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；
④电动机过载或频繁起动；
⑤电动机缺相，两相运行；
⑥重绕后定于绕组浸漆不充分；
⑦环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞。
2、维修方法
①降低电源电压（如调整供电变压器分接头）；
②提高电源电压或换粗供电导线；
③检修铁芯，排除故障；
④减载；按规定次数控制起动；
⑤恢复三相运行；
⑥采用二次浸漆及真空浸漆工艺；
⑦清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施。


伺服电机的调试方法
1、初始化参数
在接线之前，先初始化参数。在控制卡上：选好控制方式；将PID参数清零；让控制卡上电时默认使能信号关闭；将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。在伺服电机上：设置控制方式；设置使能由外部控制；编码器信号输出的齿轮比；设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说，建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如，山洋是设置1V电压对应的转速，出厂值为500，如果你只准备让电机在1000转以下工作，那么，将这个参数设置为111。
2、接线
将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置。


3、试方向
对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小。如果电机带有负载，行程有限，不要采用这种方式。测试不要给过大的电压，建议在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。
4、抑制零漂
在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速绝对为零。
5、建立闭环控制
再次通过控制卡将伺服使能信号放开，在控制卡上输入一个较小的比例增益，至于多大算较小，这只能凭感觉了，如果实在不放心，就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时，电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。



6、调整闭环参数
细调控制参数，确保电机按照控制卡的指令运动，这是必须要做的工作，而这部分工作，更多的是经验，这里只能从略了。


伺服电机的功率选择
1、当机床作空载运行时，在整个速度范围内，加在伺服电机轴上的负载转矩应在电机连续额定转矩范围内，即应在转矩速度特性曲线的连续工作区。
2、最大负载转矩，加载周期以及过载时间都在提供的特性曲线的准许范围以内。
3、电机在加速/减速过程中的转矩应在加减速区(或间断工作区)之内。
4、对要求频繁起，制动以及周期性变化的负载，必须检查它的在一个周期中的转矩均方根值。并应小于电机的连续额定转矩。
5、加在电机轴上负载惯量大小对电机灵敏度和整个伺服系统的精度将产生影响。通常，当负载小于电机转子惯量时，上述影响不大。但当负载惯量达到甚至超过转子惯量5倍时，会使灵敏度和响应时间受到很大的影响。甚至会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。所以对这类惯量应避免使用。


伺服电机行业未来趋势
1、高效率化
尽管高效化一直都是伺服系统重要的发展课题，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率：比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计；也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
2、直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间机械传动设备的（如齿轮箱）传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。而直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
3、高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器，更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的基础指标（控制速度、控制精度）提高。
4、一体化和集成化 
电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机，有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
5、通用化
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下，方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
6、智能化 
现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。
7、网络化和模块化
将现场总线和工业以太网技术、甚至无线网络技术集成到伺服驱动器当中，已经成为欧洲和美国厂商的常用做法。现代工业局域网发展的重要方向和各种总线标准竞争的焦点就是如何适应高性能运动控制对数据传输实时性、可靠性、同步性的要求。随着国内对大规模分布式控制装置的需求上升，高档数控系统的开发成功，网络化数字伺服的开发已经成为当务之急。模块化不仅指伺服驱动模块、电源模块、再生制动模块、通讯模块之间的组合方式，而且指伺服驱动器内部软件和硬件的模块化和可重用。
8、专用化和多样化 
虽然市场上存在通用化的伺服产品系列，但是为某种特定应用场合专门设计制造的伺服系统比比皆是。利用磁性材料不同性能、不同形状、不同表面粘接结构和嵌入式永磁转子结构的电机出现，分割式铁芯结构工艺在日本的使用使永磁无刷伺服电机的生产实现了高效率、大批量和自动化，并引起国内厂家的研究。

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