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伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
发布时间:2019-12-02 15:24:16        浏览次数:1        返回列表

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。


伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

1.初始化参数

在接线之前,先初始化参数。在控制卡上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制卡再次上电时即为此状态。

在伺服电机上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的--设计转速对应9V的控制电压。

2.接线

将控制卡断电,连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的:控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,伺服电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置。

3.试方向

对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动,这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制,检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转转,编码器计数减小。如果电机带有负载,行程有限,不要采用这种方式。测试不要给过大的电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或电机上的参数,使其一致。



4.抑制零漂

在闭环控制过程中,零漂的存在会对控制效果有一定的影响,--将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性,所以,不必要求电机转速--为零。

5.建立闭环控制

再次通过控制卡将伺服使能信号放开,在控制卡上输入一个较小的比例增益,至于多大算较小,这只能凭感觉了,如果实在不放心,就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时,电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。

6.调整闭环参数

细调控制参数,确保电机按照控制卡的指令运动,这是必须要做的工作,而这部分工作,更多的是经验,这里只能从略了。

下面我们一起来了解一下为什么电动机发热很严重的常见原因。

电机作为人们生产和生活中不可缺少的重要的动力提供者,在使用的过程中很多的电机会出现发热很严重的现象,很多时候不知道怎么去解决,更不知道是什么原因导致的电机发热,这应该是在电机的使用过程中--掌握的。



1. 电机定、转子之间气隙很小,容易导致定、转子之间相碰

在中、小型电机中,气隙一般为0.2mm~1.5mm。气隙大时,要求励磁电流大,从而影响电机的功率因数;气隙太小,转子有可能发生摩擦或碰撞。一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损变形,使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛,很容易使电机发热甚至烧毁。如发现轴承磨损应及时更换,对端盖进行更换或刷镀处理,比较简单的处理方法是给端盖镶套。

2. 电机的不正常振动或噪音容易引起电机的发热

这种情况属于电机本身引起的振动,多数是由于转子动平衡不好,以及轴承不良、转轴弯曲,端盖、机座、转子不同轴心,紧固件松动或电机安装地基不平、安装不到位造成的,也可能是机械端传递过来,应针对具体情况排除。

3. 轴承工作不正常,必定造成电机发热 轴承工作是否正常可凭听觉及温度经验来判断。

可用手或温度计检测轴承端判断其温度是否在正常范围内;也可用听棒(铜棒)接触轴承盒,若听到冲击声,就表示可能有一只或几只滚珠轧碎,如果听到有咝咝声,那就是表示轴承的润滑油不足,电机应在运行3,000小时~5,000小时左右换一次润滑脂。

4. 电源电压偏高,励磁电流增大,电机会过度发热

过高电压会危及电机绝缘,使其有被击穿的危险。电源电压过低时,电磁转矩就会降低,如果负载转距没有减小,转子转数过低,这时转差率增大会造成电机过载而发热,长时间过载会影响电机的寿命。当三相电压不对称时,即一相电压偏高或偏低时,会导致某相电流过大,电机发热,同时转距减小会发出“嗡嗡”声,时间长了会损坏绕组。

总之,无论电压过高、过低或电压不对称都会使电流增加,电机发热而损坏电机。因此按照国家标准,电机电源电压的变化应不超出额定值的±5%,电机输出功率可保持额定值。电机电源电压不允许超过额定值的±10%,三相电源电压之间的差值不应超出额定值的±5%。

5. 绕组短路,匝间短路,相间短路和绕组断路

绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后,使两导体相碰,称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路。发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路。不论是那一种,都会使某一相或两相电流增加,引起局部发热,使绝缘老化损坏电机。绕组断路是指电机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。不论是绕组短路或断路都可能引起电机发热甚至烧毁。因此,发生这种情况后必须立即停机处理。

6. 物料泄露进入电机内部,使电机绝缘降低,从而使电机允许温升降低

固体物料或粉尘从接线盒处进入电机内部,则会到达电机定子、转子的气隙之间,造成电机扫膛,直到磨坏电机绕组绝缘,使电机损坏或报废。如果液体和气体介质泄漏进入电机内部,将会直接造成电机绝缘下降而跳闸。 一般液体和气体泄漏有以下几种表现形式:

(1)各种容器和输送管道泄漏、泵体密封泄漏、冲洗设备和地面等。

(2)机械油泄漏后从前端轴承盒缝隙中进入电机。

(3)与电机相连的减速机等油封磨损,机械润滑油顺着电机轴进入,在电机内部积聚后,溶解电机绝缘漆,使电机绝缘性能逐步降低。



7. 几乎有一半以上电机烧毁都是由于电机缺相运行引起的

缺相常常造成电机不能运行或启动后转速缓慢,或转动无力电流增大有“嗡嗡”的响声现象。如果轴上负载没有改变,则电机处于严重过载状态,定子电流将达到额定值的2倍甚至更高。短时间内电机就会发热甚至烧毁。造成缺相运行的主要原因如下:

(1)电源线路上因其它设备故障引起一相断电,接在该线路上的其它三相设备就会缺相运行。

(2)断路器或接触器一相由于偏电压烧毁或接触不良造成缺相。

(3)电机接进线由于老化、磨损等原因造成的缺相。

(4)电机一相绕组断路,或接线盒内一相接头松脱。

8. 其它非机械电气故障原因

其它非机械电气故障原因造成的电机温度升高,严重时也可能导致电机故障。如环境温度高,电机缺少风扇、风扇不完整或缺少风扇罩。这种情况下必须强制冷却保证通风或更换风叶等,否则无法保证电机的正常运行。

综上所述,为了能采用正确的方法进行电机故障处理,就必须熟悉电机常见故障的特点及原因,抓住关键因素,定期检查和维护。这样才能少走弯路,节省时间,尽快地排除故障,使电机处于正常的运转状态。从而保证车间正常生产。
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