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伺服电机是怎么坏的(三)


作者:上海福赞电机科技有限公司

2018-03-14



保持伺服电机在好的状态下运行,对于任何工业企业,尤其是机器人或数控机床等行业的企业是至关重要的,因为伺服电机故障造成的停机成本可能会非常昂贵的,无论是在经济上还是在时间上。


接下来,让我们来看看一些常见的伺服电机的故障及其潜在的原因分析,以便设法避开它们。
定子及绕组

绕组问题是伺服电动机的第二大常见故障。

故障现象

当绕组发生故障时,电机的一部分会发生短路,导致电机内部烧灼。


可能的原因
过载
过压
缺相
错误的接线
不恰当的驱动参数设置
环境温度过高
冷却装置失灵
物理损坏


对策
在使用伺服电机时不能长时间超过额定负载运行
监控电流及电流随时间的积累
监控绕组温度

转子及转轴

与异步电机不同,伺服电机的转子通常由永磁体构成。永磁体磁片通过贴面或者嵌入的方式,固定在电机的转轴上。

 

故障现象
转轴断裂、变形
磁片脱落

可能的原因
可能的原因包括过量的振动(例如,径向错位,轴向推压,高度可变的占空周期)
过多的启动或反转次数,或者启动/反转之间的间隔太短
过热(例如,高环境温度,过载或转子锁定操作)
意外的碰撞


对策 
在额定的负载下运行
避免意外的碰撞

电机反馈装置(旋转变压器、编码器等)

电机反馈装置将位置信号反馈给驱动器,从而使驱动器发出精确地电流以便进行位置控制。多圈编码器则另具圈数记录的功能。采用后备电池技术的多圈编码器,依赖外部电池的电能记录转子圈数信息。

故障现象
零位(圈数)丢失
旋转变压器或编码器磨损
玻璃码盘碎裂
编码器电气故障


可能的原因

对于采用后备电池的编码器,使用的过程中可能随着电池电量的耗尽而产生零位丢失的情形,应当首先检查电池状态。
作为前述电机轴承故障的次生损坏,电机轴承问题也会导致编码器或旋转变压器的机械磨损。
长期的电机轴电流不仅可能作用于电机本身的轴承,也将危害到编码器内置的轴承,造成编码器轴承的烧灼和损坏。
电机运输或者安装过程中的冲击和振动,很容易导致光学编码器的玻璃码盘碎裂。尤其是给电机轴加装键销、皮带轮或联轴器的时候,一定不能敲击电机轴。
编码器除了错误的接线以外,不恰当的布线引起的电磁干扰问题也是导致编码器电气故障的主要原因之一。


对策
取决于具体应用环境,电池的寿命通常为一年或数年。定期更换电池,可以减少这类意外风险。或者,更加一劳永逸的做法是,改用机械多圈的编码器。
电机的安装必须要可靠接地。对于有轴电流的情况,需要考虑使用绝缘轴承和绝缘编码器或者加装电机轴接地装置。
电机的安装过程中,例如加装皮带轮或联轴器时,如果不可避免敲击,可以考虑先将编码器拆下保存,待全部机械安装完成后再安装编码器。这样的话,需要在伺服驱动器中重新调整编码器的相位角。
另一种预防码盘故障的办法是,采用近年来开始流行的金属码盘编码器。与玻璃码盘相比,金属码盘的抗振动和抗冲击性能要提高很多,而在分辨率和精度上则可以与玻璃码盘旗鼓相当。


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