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如何维护伺服电机的结构性能优化特点 如何有效改善伺服电机的保护

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电机网管理员 发表于 2020-6-4 16:13:05 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
直流伺服电机具有良好的启动、制动和调速特性,可以很方便的在宽范围内实现平滑无极调速,故多采用在对伺服电机的调速性能要求较高的生产设备中。它只要用于各类数字控制系统中的执行机构驱动,需要精确控制恒定转速或需要精确控制转速变化曲线的动力驱动。  按电机惯量大小可分为:  1、特种形式的低惯量直流电机  2、大惯量直流电机:数控机床的主轴电机  3、中惯量直流电机:数控机床的进给系统  4、小惯量直流电机:印刷电路板的自动钻孔机  下面来说说直流伺服电机的结构和分类。  1、转子,又称为电枢,由硅钢片叠压而成,表面嵌有线圈,通以直流电时,在定子磁场作用下产生带动负载旋转的电磁转矩。  2、电刷与换向片,为使所产生的电磁转矩保持恒定方向,转子能沿固定方向均匀的连续旋转,电刷与外加直流电源相接,换向片与电枢导体相接。  2、定子,定子磁极磁场由定子的磁极产生。根据产生磁场的方式,直流伺服电动机可分为永磁式和他激式。永磁式磁极由永磁材料制成,他激式磁极由冲压硅钢片叠压而成,外绕线圈通以直流电流便产生恒定磁场。随着伺服电机控制技术的进步交流变频变压调速电梯的五大特点日益明显。1、功能先进。众多先进的功能,给用户带来更多的选择,用户可按建筑物的使用功能选择电梯功能。可使电梯使用更加合理,乘客操作更加方便。2、可靠性好。由于高性能的多微机网络控制软件中设计了多重故障保护措施,排除了传统电梯存在的各种故障隐患,可充分保证电梯的安全、可靠运行。3、节省电能。高精度和高效率的矢量控制变频技术,不仅使电梯运行更加平稳,而且还可大大的节省电能。与同规格的交流调压调速电梯相比可节省电能50%以上,可大大的节省用户的使用费用。4、舒适感好。电力拖动系统的矢量控制交流变频调速技术,配备了适应人体生理特征的速度运行曲线,采用按距离直接停靠层站原则,使电梯运行更加平稳、高效,可靠地保证电梯运行时的乘坐舒适感、运行效率和平层准确度。5、维护护养方便。直观地工作状态显示功能,给电梯的维护、保养带来很大方便,万一电梯出现故障,维护、保养人员可方便的通过系统的状态显示找出故障所在,对照电梯使用维修保养手册即能进行维修。同时,也可支持变频故障呼叫系统和远程诊断。
        适当选择电容的大小,可使通入两个绕组的电流相位差接近90°,从而产生所需的旋转磁场。励磁绕组固定接在电源上,当控制电压为零时,电机无起动转矩,转子不转。若有控制电压加在控制绕组上,且励磁电流。和控制绕组电流不相同时,因此便产生两相旋转磁场。在旋转磁场的作用下,转子便转动起来。交流伺服电机就是一台两相交流异步电机。它的定子上装有空间互差90°的两个绕组:励磁绕组和控制绕组。一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电机又称两个伺服电动机。励磁绕组串联电容C, 是为了产生两相旋转磁场。如果交流伺服电机的参数选择和一般单相异步电动机相似,电动机一经转动,即使控制等于零,电动机仍继续转动,电动机失去控制,这种现象称为“自转”。如何克服交流伺服电机“自转”现象呢?正反向旋转磁场的合成转矩特性:1、当单相励磁时,在电动机运行范围0在励磁电压不变的情况下,随着控制电压的下降,特性曲线下移。在同一负载转矩作用时,交流伺服电机转速随控制电压的下降而均匀减小。加在控制绕组上的控制电压反相时,由于旋转磁场的旋转方向发生变化,使电动机转子反转。加在控制绕组上的控制电压大小变化时,其产生的旋转磁场的椭圆度不同,从而产生的电磁转矩也不同,从而改变电动机的转速。伺服电机控制器电机运转不稳,速度时快时慢造成这种故障的原因主要有以下几种:1、伺服电机的碳刷磨损。2、电枢绕组局部短路或对地短路。3、速度给定输入电压受到干扰或连接不良。4、由于干扰、连接不良引起的速度反馈信号不稳定。5、伺服驱动器参数调整不当,调节器未达到最佳工作状态。6、测速发电机安装不良,或测速发电机与电机轴的连接不良。
        其调整角度范围如图7:    2.2.5固定编码器  --对ERN1387.001/020编码器来说,用M5*50螺栓穿过中心孔将其固定  --对EQN1325.001编码器来说,用M5*70螺栓穿过中心孔将其固定  注意固定时用力要适当,防止编码器旋转。然后安上固定支持盘的2条螺丝,把电源线插头插上,盖上金属外壳,保证电源线顺利地放在外壳的槽内,并使屏蔽层和金属外壳良好接触,安上固定外壳的螺丝。  2.2.6试验电机  编码器安装好后,装上电机端盖,在工作台案上连接好电机的动力电缆和反馈电缆,先进行电机的空载试验。给机床送电,待机床起动方式组就绪后,可点动试验电机,如果电机能够正常转动无报警、无飞车现象,说明编码器安装成功。否则还需拆下重新进行安装,若直接在机床上试车如果出现飞车现象,将会严重损坏机床的机械部分。  2.2.7将电机安装到机床上  电机空载试验好后,即可将其安装到机床上,然后再通电试车,检验其运动性能,通过参数观察电机电流和负荷情况,了解电机所带轴的运动情况,并根据需要随时进行调整。  三、操作中容易出现的错误及应注意的问题  第一、 安装支持盘时要确保支持盘面和编码器的底面保持平行,并注意其间距及公差范围。否则在旋转过程中容易损坏支持盘或编码器轴。  第二、 要注意电机轴上的标记,如图4,这个标记随电机型号不同,其所处的方向亦不一样。例如我在修理1FT608电机时,一开始没有认识到这个标记的重要性,没细看电机轴上的的标记,结果装上后试验电机时出现飞车现象,马上压下急停开关紧急停车,才没有造成电机的损坏。  第三、要注意编码器上的标记,对ERN1387.001/020编码器来说,玻璃盘和电路板上的标记较清楚,也容易调整。而对编码器EQN1325.001来说,齿轮上的标记是一个小黑点,如果将标记对偏后将出现报警或飞车,飞车现象导致的后果较严重,必须引起足够的重视。常见的报警内容有:  26020 axis x hardware fault during encoder initialization  300504 axis x drive fault of motor transducer  300505 axis x drive fault measuring system error in absolute track ,code 00004H(对绝对编码器来说)  第四,电机在拆卸、搬动过程中,要轻拿轻放,防止碰撞,特别是编码器部位绝对不能用锤敲击,否则很容易损坏编码器内部的光学元件和电机的抱闸装置。
        伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象.伺服电机可应用在是火花机、机械手、精确的机器等方面,通常只要是要有动力源的,而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机.在使用伺服电机之前都要对其进行调试,具体如下:  1、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、伺服电机厂家输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,电机和控制卡上电。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  2、抑制零漂  在闭环控制过程中,伺服电机厂家零漂的存在会对控制效果有一定的影响,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。  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、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。  5、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。  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,更多的是需要经验的积累.
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