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如何维护伺服电机 安装伺服电机驱动器的结构

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电机网管理员 发表于 2020-6-4 16:13:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
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。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有,机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电,信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电,信号转换成转轴的角位移或角速度。  工作原理  伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移。  因为,伺服电机厂家本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精,确的控制电机的转动,从而实现精,确的定位,可以达到0.001mm。  直流和交流伺服电机  1、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。   2、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度。  交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:  交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 3、直流伺服电机分为有刷和无刷电机。  有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便,产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏,感的普通工业和民用场合。  刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 伺服电机选型计算  1、转速和编码器分辨率的确认。  2、电机轴上负载力矩的折算和加减速力矩的计算。  3、再,生电阻的计算和选择,对于伺服,一般2kw以上,要外配置。  4、电缆选择,编码器电缆双绞屏,蔽的,对于伺服等日系产品绝,对值编码器是6芯,增量式是4芯。5、计算负载惯量,惯量的匹配,伺服电机为例,部分产品惯量匹配可达50倍,但实际越小越好,这样对精度和响应速度好。
        表面永磁体结构的转子直径较小,转动惯量低,等效气隙大、定位转矩小、绕组电感低,有利于伺服电机动态性能的改善;同时这种转子结构电机的电枢反应小、转矩一电流特性的线性度高,控制简单、精度高。因此,一般永磁交流伺服电机多采用这种转子结构。根据上述分析可知,内嵌永磁体转子永磁同步电机具有如下优点:1)转子表面为硅钢片,因此,表面损耗小。2)等效气隙小,但气隙磁密高,适于弱磁控制。3)永磁体形状及配置的自由度高,转子的转动惯量小。4)可利用转子的凸极效应实现无位置传感器起动与运行。5)可有效地利用磁阻转矩,提高电机的转矩密度和效率。6)永磁体位于转子内部,转子的结构简单、机械强度高、制造成本低。因此,内嵌永磁体转子永磁同步伺服电机适用于要求高转速、大转矩、高功率、高效率、需要弱磁控制以及宽广的恒功率调速范围等领域。
        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。
        直流伺服电机主要是应用于各类数字控制系统中的执行机构驱动和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。其控制方便,灵活,反应迅速,能输出较大的功率,简化机械传动结构,同时维护方便。所以在数控机床中应用广泛。然而,伺服电机控制器的控制有别于一般的电机,因此在实际的应用中需要具备一定的维修知识,下面是直流伺服电机的一些常见故障及分析:  一.电机旋转时振动。原因有:  1.换向器有短路。  2.换向器表面烧坏,高低不平。  3.油渗入了电刷或在换向器表面粘有油污。  二.电机旋转有噪声或异常声。原因为:  1.换向器粗糙或已烧毛。  2.机械联接部分安装不正确。  3.轴承损坏或其它机械故障。   4.电机内有异物或磁体脱开。   三.制动器故障。在垂直轴上使用的电机大多数都带制动器,制动器出现故障时会使电机过流、过热和产生其他故障。对带制动器的电机修理应先使制动器脱开,常用的方法是将电源直接接入制动器线圈,使其脱开,如带机械松开装置的更加方便。有些制动器带整流器,在有故障时要检查一下。  四.过流和过载。在机床上正常使用的电机突然出现该故障时有以下一些原因:  1.伺服电机控制器电刷和其他部分对地短路或绝缘不良。  2.控制器的输出功率元件和相关部分有故障。  3.机械负载过大,是机械上原因造成的,在排除故障后对电机不会有影响,但电机经常在过流状况下运行,会造成电机损坏。  五.转矩减小,无力,稍加阻力就有报警。该类故障的原因为:  1.电机有退磁可能。  2.控制器有故障。   3.电刷接触电阻过大,或接触不良。  4.电刷弹簧烧坏,压力变小,造成电刷下火花过大。
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