伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。以下是關(guān)于其調(diào)試的步驟說明:
1、初始化參數(shù)
在接線之前,先初始化參數(shù)。
在控制卡上:選好控制方式;將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號關(guān)閉;將此狀態(tài)保存,確??刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。
在伺服電機(jī)上:設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來說,建議使伺服工作中的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制電壓。比如,山洋是設(shè)置1V電壓對應(yīng)的轉(zhuǎn)速,出廠值為500,如果你只準(zhǔn)備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作,那么,將這個(gè)參數(shù)設(shè)置為111。
2、接線
將控制卡斷電,連接控制卡與伺服之間的信號線。以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。復(fù)查接線沒有錯(cuò)誤后,電機(jī)和控制卡(以及PC)上電。此時(shí)電機(jī)應(yīng)該不動(dòng),而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng),如果不是這樣,檢查使能信號的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī),檢查控制卡是否可以正確檢測到電機(jī)位置的變化,否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置
3、試方向
對于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),如果反饋信號的方向不正確,后果肯定是災(zāi)難性的。通過控制卡打開伺服的使能信號。這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng),這就是傳說中的“零漂”。一般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù)。使用這個(gè)指令或參數(shù),看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個(gè)指令(參數(shù))控制。如果不能控制,檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù),電機(jī)正轉(zhuǎn),編碼器計(jì)數(shù)增加;給出負(fù)數(shù),電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),編碼器計(jì)數(shù)減小。如果電機(jī)帶有負(fù)載,行程有限,不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓,建議在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù),使其一致。
4、抑制零漂
在閉環(huán)控制過程中,零漂的存在會對控制效果有一定的影響,建議將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù),仔細(xì)調(diào)整,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性,所以,不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對為零。
5、建立閉環(huán)控制
再次通過控制卡將伺服使能信號放開,在控制卡上輸入一個(gè)較小的比例增益,至于多大算較小,這只能憑感覺了,如果實(shí)在不放心,就輸入控制卡能允許的最小值。將控制卡和伺服的使能信號打開。這時(shí),電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。
6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細(xì)調(diào)控制參數(shù),確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng),這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經(jīng)驗(yàn),這里只能從略了。
伺服電機(jī)(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對象。
伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。
分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
伺服電機(jī)
1、伺服系統(tǒng)(servo mechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位;
基本上可以這樣理解,伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移,因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖;
這樣,和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī),同時(shí)又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)精確的定位,可以達(dá)到0.001mm。
直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù),但維護(hù)不方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。
無刷電機(jī)體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,力矩穩(wěn)定。
控制復(fù)雜,容易實(shí)現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。
電機(jī)免維護(hù),效率很高,運(yùn)行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環(huán)境。
2、交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī),分為同步和異步電機(jī),目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī);
它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,較高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低,且隨著功率增大而快速降低。
因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。
3、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng);
同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。
伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上的區(qū)別:
交流伺服要好一些,因?yàn)槭钦也刂?,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,便宜。
一、電機(jī)編碼器報(bào)警
1、故障原因
?、俳泳€錯(cuò)誤;
?、陔姶鸥蓴_;
?、蹤C(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致的編碼器硬件損壞;
?、墁F(xiàn)場環(huán)境導(dǎo)致的污染;
2、維修方法
①檢查接線并排除錯(cuò)誤;
②檢查屏蔽是否到位,檢查布線是否合理并解決,必要時(shí)增加濾波器加以改
善;
?、蹤z查機(jī)械結(jié)構(gòu),并加以改進(jìn);
?、軝z查編碼器內(nèi)部是否受到污染、腐蝕(粉塵、油污等),加強(qiáng)防護(hù);
3、安裝及接線標(biāo)準(zhǔn)
?、俦M量使用原裝電纜;
?、诜蛛x電纜使其盡量遠(yuǎn)離污染接線,特別是高污染接線;
?、郾M可能始終使用內(nèi)部電源。如果使用開關(guān)電源,則應(yīng)使用濾波器,確保電
源達(dá)到潔凈等級;
?、苁冀K將公共端接地;
⑤將編碼器外殼與機(jī)器結(jié)構(gòu)保持絕緣并連接到電纜屏蔽層;
?、奕绻麩o法使編碼器絕緣,則可將電纜屏蔽層連接到編碼器外殼和驅(qū)動(dòng)器框
架上的接地(或?qū)S枚俗?。
二、電機(jī)斷軸
1、故障原因
?、贆C(jī)械設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致徑向負(fù)載力過大;
?、谪?fù)載端卡死或者嚴(yán)重的瞬間過載;
③電機(jī)和減速機(jī)裝配時(shí)不同心;
2、維修方法
①核對電機(jī)樣本中可承受的最大徑向負(fù)載力,改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì);
?、跈z查負(fù)載端的運(yùn)行情況,確認(rèn)實(shí)際的工藝要求并加以改進(jìn);
?、蹤z查負(fù)載運(yùn)行是否穩(wěn)定,是否存在震動(dòng),并加以改進(jìn)機(jī)械裝配精度。
三、電動(dòng)機(jī)空載電流不平衡,三相相差大
1、故障原因
?、倮@組首尾端接錯(cuò);
?、陔娫措妷翰黄胶?;
③繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。
2、維修方法
?、贆z查并糾正;
?、跍y量電源電壓,設(shè)法消除不平衡;
③消除繞組故障。
四、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)響聲不正常有異響
1、故障原因
?、佥S承磨損或油內(nèi)有砂粒等異物;
②轉(zhuǎn)子鐵芯松動(dòng);
③軸承缺油;
④電源電壓過高或不平衡。
2、維修方法
①更換軸承或清洗軸承;
?、跈z修轉(zhuǎn)子鐵芯;
?、奂佑?;
?、軝z查并調(diào)整電源電壓
五、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難,額定負(fù)載時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多
1、故障原因
?、匐娫措妷哼^低;
?、诿娼臃姍C(jī)誤接;
?、坜D(zhuǎn)子開焊或斷裂;
?、苻D(zhuǎn)子局部線圈錯(cuò)接、接反;
?、坌迯?fù)電機(jī)繞組時(shí)增加匝數(shù)過多;
?、蓦姍C(jī)過載。
2、維修方法
①測量電源電壓,設(shè)法改善;
?、诩m正接法;
③檢查開焊和斷點(diǎn)并修復(fù);
?、懿槌稣`接處予以改正;
?、莼謴?fù)正確匝數(shù);
⑥減載。
六、通電后電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng),但無異響,也無異味和冒煙?
1、故障原因
?、匐娫次赐ǎㄖ辽賰上辔赐ǎ?;
②熔絲熔斷(至少兩相熔斷);
③過流繼電器調(diào)得過??;
④控制設(shè)備接線錯(cuò)誤。
2、維修方法
?、贆z查電源回路開關(guān),熔絲、接線盒處是否有斷點(diǎn),修復(fù);
?、跈z查熔絲型號、熔斷原因,換新熔絲;
③調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動(dòng)機(jī)配合;
?、芨恼泳€。
七、運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)振動(dòng)較大
1、故障原因
①由于磨損軸承間隙過大;
②氣隙不均勻;
③轉(zhuǎn)子不平衡;
④轉(zhuǎn)軸彎曲;
⑤聯(lián)軸器(皮帶輪)同軸度過低。
2、維修方法
①檢修軸承,必要時(shí)更換;
?、谡{(diào)整氣隙,使之均勻;
?、坌UD(zhuǎn)子動(dòng)平衡;
?、苄V鞭D(zhuǎn)軸;
?、葜匦滦U怪弦?guī)定。
八、通電后電機(jī)不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲
1、故障原因
?、俎D(zhuǎn)子繞組有斷路(一相斷線)或電源一相失電;
?、诶@組引出線始末端接錯(cuò)或繞組內(nèi)部接反;
③電源回路接點(diǎn)松動(dòng),接觸電阻大;
④電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大或轉(zhuǎn)子卡?。?br/> ?、蓦娫措妷哼^低;
?、扌⌒碗妱?dòng)機(jī)裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過硬;
?、咻S承卡住。
2、維修方法
?、俨槊鲾帱c(diǎn)予以修復(fù);
?、跈z查繞組極性;判斷繞組末端是否正確;
?、劬o固松動(dòng)的接線螺絲,用萬用表判斷各接頭是否假接,予以修復(fù);
?、軠p載或查出并消除機(jī)械故障;
⑤檢查是否把規(guī)定的面接法誤接;是否由于電源導(dǎo)線過細(xì)使壓降過大,予以
糾正;
?、拗匦卵b配使之靈活;更換合格油脂;
?、咝迯?fù)軸承。
九、軸承過熱?
1、故障原因
①滑脂過多或過少;
②油質(zhì)不好含有雜質(zhì);
?、圯S承與軸頸或端蓋配合不當(dāng)(過松或過緊);
?、茌S承內(nèi)孔偏心,與軸相擦;
?、蓦妱?dòng)機(jī)端蓋或軸承蓋未裝平;
?、揠妱?dòng)機(jī)與負(fù)載間聯(lián)軸器未校正,或皮帶過緊;
?、咻S承間隙過大或過小;
?、嚯妱?dòng)機(jī)軸彎曲。
2、維修方法
?、侔匆?guī)定加潤滑脂(容積的1/3-2/3);
?、诟鼡Q清潔的潤滑滑脂;
?、圻^松可用粘結(jié)劑修復(fù),過緊應(yīng)車,磨軸頸或端蓋內(nèi)孔,使之適合;
?、苄蘩磔S承蓋,消除擦點(diǎn);更多精彩內(nèi)容請關(guān)注微信號技成培訓(xùn)
⑤重新裝配;
?、拗匦滦U?,調(diào)整皮帶張力;
?、吒鼡Q新軸承;
?、嘈U姍C(jī)軸或更換轉(zhuǎn)子。
十、電機(jī)過熱甚至冒煙?
1、故障原因
①電源電壓過高;
?、陔娫措妷哼^低,電動(dòng)機(jī)又帶額定負(fù)載運(yùn)行,電流過大使繞組發(fā)熱;
?、坌蘩聿鸪@組時(shí),采用熱拆法不當(dāng),燒傷鐵芯;
?、茈妱?dòng)機(jī)過載或頻繁起動(dòng);
?、蓦妱?dòng)機(jī)缺相,兩相運(yùn)行;
⑥重繞后定于繞組浸漆不充分;
?、攮h(huán)境溫度高電動(dòng)機(jī)表面污垢多,或通風(fēng)道堵塞。
2、維修方法
①降低電源電壓(如調(diào)整供電變壓器分接頭);
②提高電源電壓或換粗供電導(dǎo)線;
③檢修鐵芯,排除故障;
?、軠p載;按規(guī)定次數(shù)控制起動(dòng);
?、莼謴?fù)三相運(yùn)行;
?、薏捎枚谓峒罢婵战峁に嚕?br/> ?、咔逑措妱?dòng)機(jī),改善環(huán)境溫度,采用降溫措施。