直流伺服電動機的故障診斷與維修

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2144

(1)直流伺服電動機的故障診斷

1)伺服電動機不轉。當機床開機后，CNC工作正常，“機床鎖住”等信號已釋放方向鍵后系統(tǒng)顯示動，但實際伺服電動機不轉，可能有以下原因：

①動力線斷線或接觸不良。這一故障，通常在驅動器上顯示TGLS報警。 

②“速度控制使能信號”(ENABLE)沒有送到速度控制單元。這時，通常驅動器上的PRDY指示燈不亮。

③速度指令電壓(VCMD)為零。

④電動機永磁體脫落。

⑤對于帶制動器的電動機來說，可能是制動器不良或制動器未通電造成的制動器未松開。

⑥松開制動器用的直流未加入或整流橋損壞、制動器斷線等。

2)電動機過熱。伺服電動機過熱可能的原因如下：

①電動機負載過大。

②由于切削液和電刷灰引起換向器絕緣不正�；騼炔慷搪贰�

③由于電樞電流大于磁鋼去磁最大允許電流，造成磁鋼發(fā)生去磁。

④對于帶有制動器的電動機，可能是制動線圈斷線、制動器未松開、制動摩擦片間隙調整不當而造成制動器不釋放。

⑤電動機溫度檢測開關不良。

3)電動機旋轉時有大的沖擊。若機床一開機，伺服電動機即有沖擊，通常是由于電樞或測速發(fā)電機極性相反引起的。若沖擊在運動過程中出現(xiàn)，則可能的原因如下：

①測速發(fā)電機輸出電壓突變。

②測速發(fā)電機輸出電壓的紋波太大。
③電樞繞組不良或內部短路、對地短路等。

④脈沖編碼器不良。 

4)低速加工時工件表面有大的振紋。造成低速加工時工件表面有大的振紋，其原因較多，有刀具、切削參數(shù)、機床等方面的原因，應予以綜合分析，從電動機方面看有以下原因：

①速度環(huán)增益設定不當。

②電動機的永磁體被局部去磁。

③測速發(fā)電機性能下降，紋波過大。

5)電動機噪聲大。造成直流伺服電動機噪聲的原因主要有以下幾種

①換向器接觸面的粗糙或換向器損壞。

②電動機軸向間隙太大。

③切削液等進入電刷槽中，引起了換向器的局部短路。

6)在運轉、停車或變速時有振動現(xiàn)象。造成直流伺服電動機轉動不穩(wěn)、振動的原因主要有以下幾種：

①脈沖編碼器不良。

②電樞繞組不良，繞組內部短路或對地短路。

③若在工作臺快速移動時產(chǎn)生機床振動，甚至有較大的沖擊或伺服單元的熔斷器熔斷時，故障的主要原因是測速發(fā)電機電刷接觸不良。 

(2)直流伺服電動機的維修 

1)直流伺服電動機的基本檢查。由于結構決定了直流伺服電動機的維修工作量要比交流伺服電動機大得多，當直流伺服電動機發(fā)生故障時，應進行如下檢查：

①伺服電動機是否有機械損傷?

②電動機旋轉部分是否可以手動正常轉動?

③帶制動器的伺服電動機，制動器是否可以正常松開?

④電動機是否有松動的螺釘或軸向間隙?

⑤電動機是否安裝在潮濕、溫度變化劇烈或有灰塵的地方?

⑥電動機是否長時間未開機?若如此，應將電刷從DC電動機上取出，重新清理換向器表面，因電刷長期停留在換向器的同一個位置，將引起換向器的生銹和腐蝕，從而使電動機換向不良和產(chǎn)生噪聲。

⑦電刷是否需要更換?若電刷剩下長度短于10mm，則電刷不能再使用，必須進行更換。若電刷接觸面有任何深槽或傷痕，或在電刷彈簧上見到電弧痕跡，亦必須更換新電刷。更換時應用壓縮空氣吹去刷握中電刷粉塵，使用的壓縮空氣應不含鐵粉和潮氣。安裝電刷時應擰緊刷帽，注意電刷彈簧不能夾在導電金屬和刷握之間，并確認所有刷帽都擰到各自刷握同樣的位置。電刷裝入刷握時，應保證能平滑地移動，并使電刷表面與換向器表面良好吻合。 

2)安裝伺服電動機的注意點。維修完成后重新安裝伺服電動機時，要注意如下幾點：

①伺服電動機的安裝方向，應保證在結構上易于電刷安裝、檢查和更換的方向。

②帶有熱管的伺服電動機(有風扇電動機)，安裝方向要便于檢查和清掃冷卻器。

③由于伺服電動機的防水結構不是很嚴密，若切削液、潤滑油等滲入伺服電動機內部，會引起絕緣強度降低、繞組短路、換向不良等故障，從而損壞換向器表面，使電刷的磨損加快。因此，應該注意電動機的插頭方向，避免切削液的進入。

④當伺服電動機安裝在齒輪箱上時，加注潤滑油時，齒輪箱的潤滑油油面高度必須低于伺服的輸出軸，防止?jié)櫥蜐B入電動機內部。
⑤固定伺服電動機聯(lián)軸器、齒輪、同步帶等連接件時，在任何情況下，作用在電動機上的力不能超過電動機容許的徑向、軸向負載。
⑥必須按照說明書的規(guī)定，進行正確連線(見機床連接圖)。錯誤的連線可能引起電動機失控或異常的震蕩，也可能引起電動機機床的損壞。完成接線后，通電前要測量電源線與電動機殼體間的絕緣，測量應該用500V兆歐表或萬用表進行，并用萬用表檢查信號線和電動機殼體的絕緣，但決不能用兆歐表測量脈沖編碼器信號線的絕緣。

3)測速發(fā)電機的檢查與清掃。一般用于DC伺服電機的測速發(fā)電機是扁平形的。清掃時可以直接從外面吹入壓縮空氣進行清掃。

        若機床快速移動時，機械出現(xiàn)振蕩(在大多數(shù)情況下，振動周期是電動機每轉時間的1～4倍)，當出現(xiàn)這種故障時，一般都是由測速發(fā)電機的電刷接觸不良引起的。測速發(fā)電機由于長期使用，其特性有時由于刷塵的影響將降級。這類故障可能的原因如下：

①由于刷塵，造成測速發(fā)電動機的換向器相鄰換向片短路；

②由于刷塵，使電刷在刷握中不能平滑地移動。

③由于碳膜粘在換向器表面，增加了接觸電阻，使測速發(fā)電機的輸出波紋增大。
④由于油、切削液粘在換向器表面，增加了接觸電阻，使測速發(fā)電機的輸出紋波增大。
測速發(fā)電機的清掃應按以下步驟進行：

①從伺服電動機上卸下后蓋，注意不要讓與后蓋連在一起的導線受力。

②用干凈的空氣吹換向器表面，清潔換向器表面可以解決由于刷塵引起的大多數(shù)故障。如故障還不能清除，應按下面的步驟進行。

③拆除刷握，檢查電刷是否能平滑移動，若電刷不能平滑移動，應清除附著在導向塊、墊圈等上面的刷塵。

④取出轉子并小心清除換向器槽中的粉塵，然后檢查相鄰換向片間的電阻，當測出的阻值在整個圓周均為20~30Ω時為正常值。如果測出的電阻很大(如：數(shù)百歐姆)，則換向片的繞阻可能有斷路，這種情況下，應更換新測速發(fā)電機；如果測出的阻值低于20Ω，則換向片間可能有短路，應進一步清掃換向器槽。

⑤當換向器表面被厚的碳膜覆蓋時，可用帶有酒精的濕布擦洗。

⑥若換向器表面粗糙，則測速發(fā)電機不能再使用，應更換新測速發(fā)電機。

4)脈沖編碼的更換方法。FANUC直流伺服電動機的脈沖編碼器安裝在電動機的后部，它通過十字聯(lián)軸器與電動機軸相連，其安裝與拆卸都比較簡單、容易，在此不再介紹。

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