交流伺服電機(jī)“機(jī)械和電氣方面”的主要故障分

一、交流伺服系統(tǒng)概述

交流伺服系統(tǒng)包括：伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和一個反饋傳感器。所有這些部件都在一個控制閉環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)行；驅(qū)動器從外部接收參數(shù)信息，然后將一定電流輸送給電機(jī)，伺服電機(jī)廠家通過電機(jī)轉(zhuǎn)換成扭矩帶動負(fù)載，負(fù)載根據(jù)自己的特性進(jìn)行動作或加減速，傳感器測量負(fù)載的位置，使驅(qū)動裝置對設(shè)定信息值和實(shí)際位置值進(jìn)行比較，然后通過改變電機(jī)電流使實(shí)際位置值和設(shè)定信息值保持一致，當(dāng)負(fù)載突然變化引起速度變化時，編碼器獲知這種速度變化后會馬上反應(yīng)給伺服驅(qū)動器，驅(qū)動器又通過改變提供給伺服電機(jī)的電流值來滿足負(fù)載的變化，并重新返回到設(shè)定的速度。

交流伺服系統(tǒng)是一個響應(yīng)非常高的全閉環(huán)系統(tǒng)，負(fù)載波動和速度矯正之間的時間滯后響應(yīng)是非常快的。

二、交流伺服電機(jī)振動故障分析

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

1. 機(jī)械方面

（1）電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡，電機(jī)轉(zhuǎn)子的動平衡制造時有缺,陷或使用后變差，就會產(chǎn)生形如“振動電機(jī)”一樣的振動源；

（2）絲杠與導(dǎo)軌平面的平行度誤差，絲杠在安裝過程中與導(dǎo)軌所在平面有平行度誤差也會使電機(jī)由于負(fù)載不均勻產(chǎn)生振動；

（3）轉(zhuǎn)軸彎曲，轉(zhuǎn)軸彎曲的情況類似于轉(zhuǎn)子不平衡，除了會產(chǎn)生振動源也會產(chǎn)生電機(jī)轉(zhuǎn)子中,心和絲杠中,心的同軸度誤差，使機(jī)械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生抖動；

（4）聯(lián)軸器制造缺,陷或使用后磨損會造成聯(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(dǎo)致振動；

（5）導(dǎo)軌的平行度在制造時較差會導(dǎo)致伺服系統(tǒng)無法到達(dá)指定位置到無法停留在指定位置，這時伺服電機(jī)會不停的在努力尋找位置和系統(tǒng)反饋間徘徊，使電機(jī)連續(xù)的振動；

（6）絲杠彎曲，絲杠彎曲后絲杠除了受到軸向推力外還會受到變化的徑向力，彎曲大時徑向力大，彎曲小時徑向力小，同樣這種不應(yīng)該存在的徑向力也會使機(jī)械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生振動。

（7）電機(jī)兩端和絲杠軸承座上的軸承磨損后間隙過大，或者軸承缺少潤滑脂后軸承滾動體和保持架磨損嚴(yán),重,造成負(fù)載過重。軸承磨損后間隙過大會造成電機(jī)轉(zhuǎn)子中,心和絲杠中,心存在同軸度誤差，使機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生抖動。軸承滾動體和保持架磨損嚴(yán)重會造成摩擦力增加導(dǎo)致“堵轉(zhuǎn)”，“堵轉(zhuǎn)”在不至于導(dǎo)致“過載報(bào),警”的情況下，由于負(fù)載過重，會增加伺服系統(tǒng)的響應(yīng)時間產(chǎn)生振動；

2. 電氣方面

導(dǎo)致交流伺服電機(jī)電氣方面的原因主要是伺服驅(qū)動器的參數(shù)調(diào)整上。

（1）加速度反饋增益，電機(jī)不轉(zhuǎn)時，很小的偏移會被速度環(huán)的比例增益放大，速度反饋產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)來回抖動。

（2）位置比例增益，設(shè)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(shù)值太大可能會引起電機(jī)振動；

（3）負(fù)載慣量，負(fù)載慣量的設(shè)置一般與負(fù)載的大小有關(guān)，過大的負(fù)載慣量參數(shù)會使系統(tǒng)產(chǎn)生振動，一般的交流伺服電機(jī)可以自動測量系統(tǒng)的負(fù)載慣量；

（4）速度積分常數(shù)，一般情況下負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大，系統(tǒng)不產(chǎn)生振動的情況下，設(shè)定值盡量較小，但是降低積分增益會使機(jī)床響應(yīng)遲緩，剛性變差；

（5）速度比例增益，設(shè)置值越大，增益越高，系統(tǒng)剛度越大，參數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動器型號和負(fù)載情況確定，一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大，在系統(tǒng)不產(chǎn)生振動的情況下，設(shè)定值盡量較大，但是增益越大，偏差越小，越容易產(chǎn)生振動；