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：2857

(1)直流伺服電動機的故障診斷

1)伺服電動機不轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)，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(qū)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(qū)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常或內(nèi)部短路。

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(diào)整不當而造成制動器不釋放。

⑤電動機溫度檢測開關(guān)不良。

3)電動機旋轉(zhuǎn)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(nèi)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(yīng)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(shè)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(zhuǎn)、停車或變速時有振動現(xiàn)象。造成直流伺服電動機轉(zhuǎn)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(nèi)部短路或?qū)Φ囟搪贰?/div>
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(jié)構(gòu)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(yīng)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(zhuǎn)部分是否可以手動正常轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)用壓縮空氣吹去刷握中電刷粉塵，使用的壓縮空氣應(yīng)不含鐵粉和潮氣。安裝電刷時應(yīng)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(yīng)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(yīng)保證在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)不是很嚴密，若切削液、潤滑油等滲入伺服電動機內(nèi)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(yīng)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(nèi)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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)清除附著在導向塊、墊圈等上面的刷塵。

④取出轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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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