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伺服电机的常见故障有哪些?如何进行维修

时间:2023-09-14 16:26:18来源:21ic电子网

导语:​伺服系统是机电产品中的重要环节,它能提供最高水平的动态响应和扭矩密度,所以拖动系统的发展趋势是用交流伺服驱动取替传统的液压、直流、步进和AC变频调速驱动,以便使系统性能达到一个全新的水平,包括更短的周期、更高的生产率、更好的可靠性和更长的寿命。为了实现伺服电机的更好性能,就必须对伺服电机的一些使用特点有所了解。

  伺服电机是一种能够将电能转化为机械能的装置,它可以精确地控制速度和位置,是伺服系统中的重要组成部分。伺服电机的工作原理是通过接收脉冲信号来旋转相应的角度,同时发出反馈信号给控制器,从而实现闭环控制。伺服电机虽然性能优异,但在使用过程中也会出现一些故障,影响正常运行。

  根据不同的故障现象和原因,我们可以将伺服电机故障分为以下几类:

  1.电源故障:这类故障主要是由于供电不稳定、过压或欠压、短路或断路等导致的。维修方法是检查并更换损坏的元件、调整电源参数、加装保护装置等。⚡

  2.编码器故障:这类故障主要是由于编码器本身的损坏、松动或污染等导致的。编码器是伺服电机输出反馈信号的重要部件,如果出现问题,会导致位置误差或震荡等现象。维修方法是清洁或更换编码器、重新校准或调整参数等。

  3.驱动器故障:这类故障主要是由于驱动器内部的元件损坏、过热或过载等导致的。驱动器是将控制信号放大并输出给电机的装置,如果出现问题,会导致无法启动、速度异常或报警等现象。维修方法是检查并更换损坏的元件、降低温度或负载、复位或清除报警等。

  4.传感器故障:这类故障主要是由于传感器本身的损坏、松动或污染等导致的。传感器是用来检测外部条件如温度、压力、限位等的装置,如果出现问题,会导致数据不准确或无法读取等现象。维修方法是清洁或更换传感器、重新连接或调整位置等。

  5.机械故障:这类故障主要是由于机械结构如轴承、齿轮、联轴器等的磨损、松动或断裂等导致的。机械结构是连接电机和负载并传递运动和力量的部分,如果出现问题,会导致噪音增大、振动加剧或卡死等现象。维修方法是润滑或更换磨损部件、紧固或对齐松动部件、更换断裂部件等。⚙

  6.控制系统故障:这类故障主要是由于控制系统的软件或硬件出现问题导致的。控制系统是用来发送控制信号和接收反馈信号的装置,如果出现问题,会导致无法通讯、指令错误或失控等现象。维修方法是检查并更新软件、更换或修复硬件、重新设置或调试参数等。

  维修方法列举

  噪声,不稳定

  客户在一些机械上使用伺服电机时,经常会发生噪声过大,电机带动负载运转不稳定等现象,出现此问题时,许多使用者的第一反应就是伺服电机质量不好,因为有时换成步进电机或是变频电机来拖动负载,噪声和不稳定现象却反而小很多。表面上看,确实是伺服电机的原故,但我们仔细分析伺服电机的工作原理后,会发现这种结论是完全错误的。

  系统是振荡的,电机扭矩是波动的,负载速度也随之波动。其结果当然会是噪音、磨损、不稳定了。不过,这都不是由伺服电机引起的,这种噪声和不稳定性,是来源于机械传动装置,是由于伺服系统反应速度(高)与机械传递或者反应时间(较长)不相匹配而引起的,即伺服电机响应快于系统调整新的扭矩所需的时间。

  找到了问题根源所在,再来解决当然就容易多了,针对以上例子,您可以:

  (1)增加机械刚性和降低系统的惯性,减少机械传动部位的响应时间,如把V形带更换成直接丝杆传动或用齿轮箱代替V型带;

  (2)降低伺服系统的响应速度,减少伺服系统的控制带宽,如降低伺服系统的增益参数值。

  当然,以上只是噪声、不稳定的原因之一,针对不同的原因,会有不同的解决办法,如由机械共振引起的噪声,在伺服方面可采取共振抑制,低通滤波等方法,总之,噪声和不稳定的原因,基本上都不会是由于伺服电机本身所造成。

  换向器修理

  1.换向器表面明显不平(用手触摸)或电机运行时产生火花,如第四种情况。此时,拆下电枢,用精密机床加工变流器;

  2.它基本上是平的,只有很少的伤痕或火花。在第二种情况下,在不拆下电枢的情况下,使用水砂纸手动研磨端口1。研磨顺序如下:首先,根据换向器外圆的弧度加工一个木工具,将几种不同厚度的水砂纸切成与换向器一样宽的长条,取出碳刷(请在拆下的碳刷的手柄和凹槽上做标记,以确保安装过程中左右不会发生错误的变化),用包有砂纸的木工具粘贴换向器,另一只手按电机的旋转方向,轻轻旋转轴换向器进行研磨。伺服电机维护用砂纸的厚度顺序为从粗到细。当一张砂纸太暗无法使用时,更换另一张细砂纸和纸张,直到最细的水砂纸(或金相砂纸)用完。

  伺服电机维护跳动

  进给过程中有运动,测速信号不稳定,如编码器有裂纹;接线端子接触不良,如螺丝松动;当运动发生在从正向运动到反向运动的换向瞬间时,通常是由进给传动链的反向间隙或伺服驱动增益过大引起的。

  伺服电机维修爬行现象

  它们大多发生在起动加速段或低速进给,这通常是由于进给传动链润滑不良、伺服系统增益低和外部负载过大造成的。特别是,应注意,用于伺服电机和滚珠丝杠之间连接的联轴器由于连接松动或联轴器本身的缺陷(如裂纹)导致滚珠丝杠和伺服电机的旋转不同步,因此进给运动既快又慢。

标签: 伺服电机

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