交流伺服電機常見(jiàn)故障

交流伺服系統包括：伺服驅動(dòng)器、伺服電機和一個(gè)反饋傳感器(一般伺服電機自帶光電編碼器)。這些部件都在一個(gè)閉環(huán)系統中運行;驅動(dòng)器從外部接收參數信息，然后將電流輸送給電機，通過(guò)電機轉換成扭矩帶動(dòng)負載，負載根據自己的特進(jìn)行動(dòng)作或加減速，傳感器測量負載的位置，使驅動(dòng)裝置對設定信息值和實(shí)際位置值進(jìn)行比較，然后通過(guò)改變電機電流使實(shí)際位置值和設定信息值保持一致，當負載突然變化引起速度變化時(shí)，編碼器獲知這種速度變化后會(huì )馬上反應給伺服驅動(dòng)器，驅動(dòng)器又通過(guò)改變提供給伺服電機的電流值來(lái)負載的變化，并重新返回到設定的速度。

交流伺服系統是一個(gè)響應的閉環(huán)系統，負載波動(dòng)和速度矯正之間的時(shí)間滯后響應是快的。

二、交流伺服電機振動(dòng)故障分析

以下對交流伺服電機振動(dòng)故障的分析主要從機械方面和電氣方面進(jìn)行。

1. 機械方面

(1)電機兩端和絲杠軸承座上的軸承磨損后間隙過(guò)大，或者軸承缺少潤滑脂后軸承滾動(dòng)體和保持架磨損嚴重造成負載過(guò)重。軸承磨損后間隙過(guò)大會(huì )造成電機轉子中心和絲杠中心存在同軸度誤差，使機械系統產(chǎn)生抖動(dòng)。軸承滾動(dòng)體和保持架磨損嚴重會(huì )造成摩擦力增加導致“堵轉”，“堵轉”在不至于導致“過(guò)載”的情況下，由于負載過(guò)重，會(huì )增加伺服系統的響應時(shí)間產(chǎn)生振動(dòng);

(2)電機轉子不平衡，電機轉子的動(dòng)平衡制造時(shí)有缺陷或使用后變差，就會(huì )產(chǎn)生形如“振動(dòng)電機”一樣的振動(dòng)源;

(3)轉軸彎曲，轉軸彎曲的情況類(lèi)似于轉子不平衡，除了會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)源也會(huì )產(chǎn)生電機轉子中心和絲杠中心的同軸度誤差，使機械傳動(dòng)系統產(chǎn)生抖動(dòng);

(4)聯(lián)軸器制造缺陷或使用后磨損會(huì )造成聯(lián)軸器兩部分的同軸度誤差，特別是使用鑄造的剛聯(lián)軸器，由于本身的制造差，產(chǎn)生同軸度誤差導致振動(dòng);

(5)導軌的平行度在制造時(shí)較差會(huì )導致伺服系統無(wú)法到達位置到無(wú)法停留在位置，這時(shí)伺服電機會(huì )不停的在努力尋找位置和系統反饋間徘徊，使電機連續的振動(dòng);

(6)絲杠與導軌平面的平行度誤差，絲杠在安裝過(guò)程中與導軌所在平面有平行度誤差也會(huì )使電機由于負載不均勻產(chǎn)生振動(dòng);

(7)絲杠彎曲，絲杠彎曲后絲杠除了受到軸向推力外還會(huì )受到變化的徑向力，彎曲大時(shí)徑向力大，彎曲小時(shí)徑向力小，同樣這種不應該存在的徑向力也會(huì )使機械傳動(dòng)系統產(chǎn)生振動(dòng)。

2. 電氣方面

導致交流伺服電機電氣方面的原因主要是伺服驅動(dòng)器的參數調整上。

(1)負載慣量，負載慣量的設置一般與負載的大小有關(guān)，過(guò)大的負載慣量參數會(huì )使系統產(chǎn)生振動(dòng)，一般的交流伺服電機可以自動(dòng)測量系統的負載慣量;

(2)速度比例增益，設置值越大，增益越，系統剛度越大，參數值根據具體的伺服驅動(dòng)器型號和負載情況確定，一般情況下，負載慣量越大，設定值越大，在系統不產(chǎn)生振動(dòng)的情況下，設定值盡量較大，但是增益越大，偏差越小，越產(chǎn)生振動(dòng);

(3)速度積分常數，一般情況下負載慣量越大，設定值越大，系統不產(chǎn)生振動(dòng)的情況下，設定值盡量較小，但是降低積分增益會(huì )使機床響應遲緩，剛變差;

(4)位置比例增益，設置值越大，增益越，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小，數值太大可能會(huì )引起電機振動(dòng);

(5)加速度反饋增益，電機不轉時(shí)，的偏移會(huì )被速度環(huán)的比例增益放大，速度反饋產(chǎn)生相應的轉矩，使電機來(lái)回抖動(dòng)。

三、交流伺服電機振動(dòng)故障根據現場(chǎng)判斷解決

知道了那些方面會(huì )導致交流伺服電機產(chǎn)生振動(dòng)故障，實(shí)際維修中如何將故障范圍進(jìn)一步縮小進(jìn)而鎖定故障原因是個(gè)難點(diǎn)，需要結合具體的現場(chǎng)信息來(lái)綜合判斷。

(1)故障發(fā)生在新設備開(kāi)機調試后，發(fā)生在這個(gè)時(shí)段內的故障復雜，可能是由于機械制造方面的原因，也有可能是參數調整不正確的原因，需要一步步的排除，排除的原則是先排除簡(jiǎn)單的原因，后排除復雜的，如果是數控系統裝有兩臺以上相同的驅動(dòng)器和交流伺服電機，其中一臺電機產(chǎn)生振動(dòng)，可以采用簡(jiǎn)單的“對換法”將兩臺交流伺服電機的伺服驅動(dòng)器對換，利用此法可以判斷問(wèn)題是否出在伺服驅動(dòng)器參數設置上;

(2)故障發(fā)生在設備運行使用很長(cháng)時(shí)間以后，這種情況基本可以排除伺服驅動(dòng)器參數設置問(wèn)題，因為如果參數設置不當，早就應該反映出問(wèn)題了;

(3)故障發(fā)生在剛剛開(kāi)機后，如果剛剛開(kāi)機交流伺服電機就產(chǎn)生振動(dòng)，這種情況下可以確定是在數控系統自動(dòng)尋在機床原點(diǎn)時(shí)發(fā)生了機械卡阻導致電機不能到達位置或到達位置后產(chǎn)生反復，這種情況下一般是機械故障;

(4)故障發(fā)生在機床正在加工工件時(shí)，這樣的情況先考慮是由于加工時(shí)負載增加而導致的振動(dòng)，圍繞負載增加檢查原因;

(5)故障連續規律發(fā)生或斷續無(wú)規律發(fā)生，故障連續發(fā)生時(shí)說(shuō)明導致電機振動(dòng)的故障原因一直存在，而斷續無(wú)規律發(fā)生時(shí)說(shuō)明導致電機振動(dòng)的故障原因有時(shí)會(huì )發(fā)生變化，這種情況如果負載沒(méi)有很大的變化基本可以排除伺服驅動(dòng)器參數設置的原因。

導致交流伺服電機的振動(dòng)故障是多方面復雜的原因，從實(shí)際操作中總結發(fā)現機械故障或機械故障導致的電機故障原因比例較大，在排除這類(lèi)故障時(shí)需要掌握交流伺服系統的工作原理，了解哪些原因引起電機振動(dòng)故障，同時(shí)結合現場(chǎng)情況綜合判斷，才能*解決交流伺服電機的振動(dòng)故障。