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    伺服电机的功能及使用注意事项

    日期:2020-06-10 14:33
    在数控机床的伺服驱动系统中,驱动部件现在主要以直流和交流伺服电机为主。伺服电机控制方便千赢手机版官网|app下载,灵活千赢手机版官网|app下载,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,所以在数控机床中得到了广泛的应用千赢手机版官网|app下载。特别是近几年出现的高性能的交流伺服电机,使数控机床在整机的可靠性上得到了很大的提高。伺服电机的控制由于不同于一般的电机,所以在实际使用中如缺乏维修方面的有关知识千赢手机版官网|app下载千赢手机版官网|app下载,当出现故障时处理就会遇到困难,如果缺乏对伺服电机的了解,在工作中处理故障时遇到的困难就会更大。本文介绍直流伺服电机故障处理的一些维修实例。
    1  直流伺服电机的结构
    直流伺服电机常采用永磁体励磁,定子使用数块磁铁粘在铝壳内千赢手机版官网|app下载,转子和直流电机的结构相同,但使用的导线较粗千赢手机版官网|app下载,电流通过电刷、换向器接入转子,使电机旋转千赢手机版官网|app下载?;幌蚱?整流子)大多使用较常见的圆周接触,但也有使用端面接触的。在电机上另外还装有速度和位置反馈检测元件,用于对电机的转速控制。
    2 几个主要的特性及在故障判断中的应用
    a.转速和端电压的关系
    电机的转速和端电压成正比,该参数在设计时已确定千赢手机版官网|app下载。电机在磁体励磁正常的情况下,转速和加在电机转子上的电压成正比千赢手机版官网|app下载,根据这一特性,可判断电机是否退磁,如果电机的转速已达到额定值而端电压低于额定值,在这种情况下,说明电机有退磁现象千赢手机版官网|app下载,检查时可分别测量电机和测速机上的电压进行判断。
    b.电枢电流和输出转矩的关系
    电机的输出转矩和电枢电流成正比,根据这一特性,可以用来确定故障是在电机还是在控制器。在对电机进行检查时,需将电机和机械部分分离,检查空载和有载时的电流值,以确定故障点千赢手机版官网|app下载。
    c.电机的空载电流
    电机的空载电流是由机械部分如轴承、电刷和空气阻力引起的损耗,一般很小。在不带负载的情况下,电机转速增加,但电流不会增加,但如电机的电流随转速的增加而增加时,电机内大多有短路故障点存在。
    d.温度对电机性能的影响
    因电流过大和过载会造成电机的温度上升,经常在过电流状态下使用会使磁体退磁千赢手机版官网|app下载,使电机运行时出现转矩下降。因此要经常检查热?千赢手机版官网|app下载;?,对电机使用中出现过热报警要检查其原因,如鼻в只婀偻鴟app下载;ざ魇粽R槌霾⑴懦收锨в只婀偻鴟app下载。
    3 在使用中直流伺服电机出现的一些故障
    (1)过流和过载千赢手机版官网|app下载千赢手机版官网|app下载。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:
    a.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千赢手机版官网|app下载,但电机经常在过流状况下运行千赢手机版官网|app下载,会造成电机损坏。
    b.电机电刷和其他部分对地短路或绝缘不良千赢手机版官网|app下载。
    c.控制器的输出功率元件和相关部分有故障。
    (2)转矩减小千赢手机版官网|app下载,无力千赢手机版官网|app下载,稍加阻力就有报警。该类故障的原因为:
    a.电机有退磁可能。
    b.电刷接触电阻过大,或接触不良。
    c.电刷弹簧烧坏,压力变小千赢手机版官网|app下载,造成电刷下火花过大。
    d.控制器有故障。
    (3)电机旋转有噪声或异常声。原因为:
    a.电机内有异物或磁体脱开。
    b.机械联接部分安装不正确。
    c.换向器粗糙或已烧毛。
    d.轴承损坏或其它机械故障。
    (4)电机旋转时振动。原因有:
    a.换向器有短路。
    b.换向器表面烧坏千赢手机版官网|app下载,高低不平千赢手机版官网|app下载。
    c.油渗入了电刷或在换向器表面粘有油污千赢手机版官网|app下载千赢手机版官网|app下载。
    (5)制动器故障千赢手机版官网|app下载。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,使其脱开千赢手机版官网|app下载,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。
    4 常见的直流伺服电机故障处理  
    在伺服驱动系统中,电机故障是其中的一部分。
    故障1:机床在使用中有时出现尺寸不准,并有“过流”报警出现千赢手机版官网|app下载。
    分析:尺寸不准的原因有间隙过大、导轨无润滑等因素,但有时还出现“过流”,则与电机有关。用摇表测量电机的绝缘,电机有短路现象。
    处理:拆开电机检查,发现因电刷磨损过度,碳粉堆积千赢手机版官网|app下载,造成对外壳无规则短路,清除干净并修理后,测量绝缘符合要求,装上后使用正常。
    该故障在换向器端面结构并垂直安装时出现的机会较多千赢手机版官网|app下载,电刷过软和换向器表面粗糙极易出现,因此对电机最好能定时保养,或定时用干净的压缩空气将电刷粉吹去。
    故障2:1台XH715加工中心的X轴在移动中有时出现冲击,并发出较大的声响,随即出现驱动报警。
    分析:移动时产生振动或冲击是由控制器或电机引起。检查X轴在快速移动时故障频繁千赢手机版官网|app下载,经更换控制板故障仍时有发生,所以确定故障在电机中千赢手机版官网|app下载。
    处理:开始仅将电刷拆开检查,电刷、换向器表面较光滑千赢手机版官网|app下载,因此认为无故障千赢手机版官网|app下载,但装上后开机故障仍有,所以将整个电机拆开检查,发现在换向器两边部分表面上有被硬擦过的痕迹千赢手机版官网|app下载。仔细查看,认为是因安装不正确造成电刷座与换向器相擦,引起短路,当电机转速高时引起转速失控。将电刷高起部分锉去千赢手机版官网|app下载,修理换向器上的短路点,故障排除。
    故障3:加工中心在使用中出现“误差”报警,经检查驱动器已跳开千赢手机版官网|app下载。查看控制器上有“过流”报警指示。
    分析:出现“误差”报警是给旋转指令,但电机不转,有“过流”报警时,故障大多在电机内部。
    处理:将电机电刷拆下检查,发现电刷的弹簧已烧坏,由于电刷的压力不够,引起火花增大千赢手机版官网|app下载,并将换向器上的部分换向片烧伤千赢手机版官网|app下载。弹簧烧坏的原因是因电刷连接片和刷座接触不好,使电流从弹簧上通过发热烧坏千赢手机版官网|app下载。根据故障情况将烧伤的换向器进行车削修理,同时改善电刷与刷座的接触面千赢手机版官网|app下载。按以上处理后试车,但电机出现抖动现象千赢手机版官网|app下载,再次检查,原来是因车削时方法不对千赢手机版官网|app下载,造成换向器表现粗糙,因此重新修去换向片毛刺和下刻云母片,并经打磨光滑后使用正常千赢手机版官网|app下载。
    在对电机的换向器进行车削修理时要注意方法,一般的原则是光出即可,车削时吃刀深度和进刀量不要过大,进刀量在0.05~0.1mm/r较好,吃刀深度在0.1mm以下,速度采用250~300m/r,分几次切削,并使用相应的刀具?;幌蚱鞯某迪餍蘩碛幸欢ǖ南薅?,大部分单边最多不要超过2mm,车掉过多会影响使用性能,最好查看一下所用电机的说明书。
    故障4:XH755加工中心的转台在回转时有“过流”报警。
    分析:有“过流”报警故障先检查电机,用万用表测量绕组对地电阻已很小千赢手机版官网|app下载,判定是电机故障千赢手机版官网|app下载。
    处理:拆开电机检查千赢手机版官网|app下载,因冷却水流入,造成短路过流。检查电机磁体有退磁现象,更换1台电机后正常千赢手机版官网|app下载。
    直流伺服电机在使用中出现故障是比较多的千赢手机版官网|app下载千赢手机版官网|app下载,大部分在电刷和换向器上千赢手机版官网|app下载,所以千赢手机版官网|app下载,如有条件,进行及时的保养和维护是减少故障的唯一办法千赢手机版官网|app下载。
    在对直流伺服电机进行检查时,测量电流是常用的检查方法,由于使用一般的电流表测量很麻烦,所以最好使用直流钳形表。
     

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