交流伺服電機“機械和電氣方面”的主要故障分

一、交流伺服系統概述

交流伺服系統包括：伺服驅動(dòng)器、伺服電機和一個(gè)反饋傳感器。所有這些部件都在一個(gè)控制閉環(huán)系統中運行；驅動(dòng)器從外部接收參數信息，然后將一定電流輸送給電機，伺服電機廠(chǎng)家通過(guò)電機轉換成扭矩帶動(dòng)負載，負載根據自己的特性進(jìn)行動(dòng)作或加減速，傳感器測量負載的位置，使驅動(dòng)裝置對設定信息值和實(shí)際位置值進(jìn)行比較，然后通過(guò)改變電機電流使實(shí)際位置值和設定信息值保持一致，當負載突然變化引起速度變化時(shí)，編碼器獲知這種速度變化后會(huì )馬上反應給伺服驅動(dòng)器，驅動(dòng)器又通過(guò)改變提供給伺服電機的電流值來(lái)滿(mǎn)足負載的變化，并重新返回到設定的速度。

交流伺服系統是一個(gè)響應非常高的全閉環(huán)系統，負載波動(dòng)和速度矯正之間的時(shí)間滯后響應是非?？斓?。

二、交流伺服電機振動(dòng)故障分析

以下對交流伺服電機振動(dòng)故障的分析主要從機械方面和電氣方面進(jìn)行。

1. 機械方面

（1）電機轉子不平衡，電機轉子的動(dòng)平衡制造時(shí)有缺,陷或使用后變差，就會(huì )產(chǎn)生形如“振動(dòng)電機”一樣的振動(dòng)源；

（2）絲杠與導軌平面的平行度誤差，絲杠在安裝過(guò)程中與導軌所在平面有平行度誤差也會(huì )使電機由于負載不均勻產(chǎn)生振動(dòng)；

（3）轉軸彎曲，轉軸彎曲的情況類(lèi)似于轉子不平衡，除了會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)源也會(huì )產(chǎn)生電機轉子中,心和絲杠中,心的同軸度誤差，使機械傳動(dòng)系統產(chǎn)生抖動(dòng)；

（4）聯(lián)軸器制造缺,陷或使用后磨損會(huì )造成聯(lián)軸器兩部分的同軸度誤差，特別是使用鑄造的剛性聯(lián)軸器，由于本身的制造精度差，更容易產(chǎn)生同軸度誤差導致振動(dòng)；

（5）導軌的平行度在制造時(shí)較差會(huì )導致伺服系統無(wú)法到達指定位置到無(wú)法停留在指定位置，這時(shí)伺服電機會(huì )不停的在努力尋找位置和系統反饋間徘徊，使電機連續的振動(dòng)；

（6）絲杠彎曲，絲杠彎曲后絲杠除了受到軸向推力外還會(huì )受到變化的徑向力，彎曲大時(shí)徑向力大，彎曲小時(shí)徑向力小，同樣這種不應該存在的徑向力也會(huì )使機械傳動(dòng)系統產(chǎn)生振動(dòng)。

（7）電機兩端和絲杠軸承座上的軸承磨損后間隙過(guò)大，或者軸承缺少潤滑脂后軸承滾動(dòng)體和保持架磨損嚴,重,造成負載過(guò)重。軸承磨損后間隙過(guò)大會(huì )造成電機轉子中,心和絲杠中,心存在同軸度誤差，使機械系統產(chǎn)生抖動(dòng)。軸承滾動(dòng)體和保持架磨損嚴重會(huì )造成摩擦力增加導致“堵轉”，“堵轉”在不至于導致“過(guò)載報,警”的情況下，由于負載過(guò)重，會(huì )增加伺服系統的響應時(shí)間產(chǎn)生振動(dòng)；

2. 電氣方面

導致交流伺服電機電氣方面的原因主要是伺服驅動(dòng)器的參數調整上。

（1）加速度反饋增益，電機不轉時(shí)，很小的偏移會(huì )被速度環(huán)的比例增益放大，速度反饋產(chǎn)生相應的轉矩，使電機來(lái)回抖動(dòng)。

（2）位置比例增益，設置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小，數值太大可能會(huì )引起電機振動(dòng)；

（3）負載慣量，負載慣量的設置一般與負載的大小有關(guān)，過(guò)大的負載慣量參數會(huì )使系統產(chǎn)生振動(dòng)，一般的交流伺服電機可以自動(dòng)測量系統的負載慣量；

（4）速度積分常數，一般情況下負載慣量越大，設定值越大，系統不產(chǎn)生振動(dòng)的情況下，設定值盡量較小，但是降低積分增益會(huì )使機床響應遲緩，剛性變差；

（5）速度比例增益，設置值越大，增益越高，系統剛度越大，參數值根據具體的伺服驅動(dòng)器型號和負載情況確定，一般情況下，負載慣量越大，設定值越大，在系統不產(chǎn)生振動(dòng)的情況下，設定值盡量較大，但是增益越大，偏差越小，越容易產(chǎn)生振動(dòng)；