保持伺服電機(jī)在好的狀態(tài)下運(yùn)行,對(duì)于任何工業(yè)企業(yè),尤其是機(jī)器人或數(shù)控機(jī)床等行業(yè)的企業(yè)是至關(guān)重要的,因?yàn)樗欧姍C(jī)故障造成的停機(jī)成本可能會(huì)非常昂貴的,無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)上還是在時(shí)間上。
接下來(lái),讓我們來(lái)看看一些常見(jiàn)的伺服電機(jī)的故障及其潛在的原因分析,以便設(shè)法避開(kāi)它們。
定子及繞組
繞組問(wèn)題是伺服電動(dòng)機(jī)的第二大常見(jiàn)故障。
故障現(xiàn)象
當(dāng)繞組發(fā)生故障時(shí),電機(jī)的一部分會(huì)發(fā)生短路,導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部燒灼。
可能的原因
過(guò)載
過(guò)壓
缺相
錯(cuò)誤的接線
不恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)參數(shù)設(shè)置
環(huán)境溫度過(guò)高
冷卻裝置失靈
物理?yè)p壞
對(duì)策
在使用伺服電機(jī)時(shí)不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)載運(yùn)行
監(jiān)控電流及電流隨時(shí)間的積累
監(jiān)控繞組溫度
轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸
與異步電機(jī)不同,伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子通常由永磁體構(gòu)成。永磁體磁片通過(guò)貼面或者嵌入的方式,固定在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上。
故障現(xiàn)象
轉(zhuǎn)軸斷裂、變形
磁片脫落
可能的原因
可能的原因包括過(guò)量的振動(dòng)(例如,徑向錯(cuò)位,軸向推壓,高度可變的占空周期)
過(guò)多的啟動(dòng)或反轉(zhuǎn)次數(shù),或者啟動(dòng)/反轉(zhuǎn)之間的間隔太短
過(guò)熱(例如,高環(huán)境溫度,過(guò)載或轉(zhuǎn)子鎖定操作)
意外的碰撞
對(duì)策
在額定的負(fù)載下運(yùn)行
避免意外的碰撞
電機(jī)反饋裝置(旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器等)
電機(jī)反饋裝置將位置信號(hào)反饋給驅(qū)動(dòng)器,從而使驅(qū)動(dòng)器發(fā)出精確地電流以便進(jìn)行位置控制。多圈編碼器則另具圈數(shù)記錄的功能。采用后備電池技術(shù)的多圈編碼器,依賴外部電池的電能記錄轉(zhuǎn)子圈數(shù)信息。
故障現(xiàn)象
零位(圈數(shù))丟失
旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器磨損
玻璃碼盤(pán)碎裂
編碼器電氣故障
可能的原因
對(duì)于采用后備電池的編碼器,使用的過(guò)程中可能隨著電池電量的耗盡而產(chǎn)生零位丟失的情形,應(yīng)當(dāng)首先檢查電池狀態(tài)。
作為前述電機(jī)軸承故障的次生損壞,電機(jī)軸承問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的機(jī)械磨損。
長(zhǎng)期的電機(jī)軸電流不僅可能作用于電機(jī)本身的軸承,也將危害到編碼器內(nèi)置的軸承,造成編碼器軸承的燒灼和損壞。
電機(jī)運(yùn)輸或者安裝過(guò)程中的沖擊和振動(dòng),很容易導(dǎo)致光學(xué)編碼器的玻璃碼盤(pán)碎裂。尤其是給電機(jī)軸加裝鍵銷、皮帶輪或聯(lián)軸器的時(shí)候,一定不能敲擊電機(jī)軸。
編碼器除了錯(cuò)誤的接線以外,不恰當(dāng)?shù)牟季€引起的電磁干擾問(wèn)題也是導(dǎo)致編碼器電氣故障的主要原因之一。
對(duì)策
取決于具體應(yīng)用環(huán)境,電池的壽命通常為一年或數(shù)年。定期更換電池,可以減少這類意外風(fēng)險(xiǎn)。或者,更加一勞永逸的做法是,改用機(jī)械多圈的編碼器。
電機(jī)的安裝必須要可靠接地。對(duì)于有軸電流的情況,需要考慮使用絕緣軸承和絕緣編碼器或者加裝電機(jī)軸接地裝置。
電機(jī)的安裝過(guò)程中,例如加裝皮帶輪或聯(lián)軸器時(shí),如果不可避免敲擊,可以考慮先將編碼器拆下保存,待全部機(jī)械安裝完成后再安裝編碼器。這樣的話,需要在伺服驅(qū)動(dòng)器中重新調(diào)整編碼器的相位角。
另一種預(yù)防碼盤(pán)故障的辦法是,采用近年來(lái)開(kāi)始流行的金屬碼盤(pán)編碼器。與玻璃碼盤(pán)相比,金屬碼盤(pán)的抗振動(dòng)和抗沖擊性能要提高很多,而在分辨率和精度上則可以與玻璃碼盤(pán)旗鼓相當(dāng)。