使用和调试伺服系统的过程中,会时不时的出现各种意想不到的干扰,尤其是对于发脉冲的伺服电机的应用,下面从几个方面分析下干扰的类型和产生的途径,这样就会做到有针对性地抗干扰的目的,希望共同学习研究 。
来自电源的干扰
实践证明,因电源引入的干扰造成伺服控制系统故障的情况很多,一般通过加稳压器、隔离变压器等设备解决。
来自接地系统混乱的干扰
众所周知接的是提高电子设 备抗干扰的有效手段之一,正确的接地既能抑制设备向外发出干扰; 但是错误的接地反而会引入严重的干扰信号,使系统无法正常工作。
一般说来,伺服电机控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等,如果接地系统混乱,对伺服系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。
例如电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电 位差,有电流流过屏蔽层。当发生异常状态如雷电击时,地线电流将更大。此外,屏蔽层、接地线和大地可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现 感应电流,干扰信号回路。
若系统地与其它接地处理混乱,所产生地地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响伺服电路的正常工作。解决此类干扰的关键就在 于分清接地方式,为系统提供良好的接地性能。
来自系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
实际现场的工况条件要复杂的多,只能是具体问题具体分析,但是最终都会有一个圆满的解法,只不过是过程经历不同罢了!
常见伺服电机故障及对策
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机轴上的角位移或角速度输出,使用过程中会出现诸多故障问题,下面小编就给大家列举9个我们都会遇到的故障问题及对策。
1.轴承故障是最常见的电机故障之一。作为伺服电机中最主要的磨损件,一半以上伺服电机故障通常都归因于轴承问题。其具体表现多种多样,轻则电机转动时产生抖动、异响等,重则导致电机转轴卡死。值得注意的是,轴承故障如未得到及时的处理,通常还会带来次生损害。例如,轴承锈蚀的碎屑飞入制动器或电机编码器,造成更加严重的损失。
对策:①在使用伺服电机时不能长时间超过额定负载运行;②对于有轴电流的场合,增加导电刷或者采用含绝缘轴承的电机;③对伺服电机进行预防性维护。
2.对于电机应用(尤其是电机轴与机械设备的连接处)暴露在污染环境的场合,伺服电机通常需要配备油封。电机轴工业级骨架油封能够阻隔污染物(油类、杂质类)来延长电机寿命。轴密封较易磨损,需定期检查和替换。
对策:预防性维护;根据使用情况,建议每 3 个月替换一次,最长不超过 12 个月。
3.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。
对策:①在使用伺服电机时不能长时间超过额定负载运行;②监控电流及电流随时间的积累;③监控绕组温度。
4.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。
对策 :①在额定的负载下运行;②避免意外的碰撞。
5.电机反馈装置(旋转变压器、编码器等)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精准的位置控制。多圈绝对值编码器则另具圈数记录的功能。采用后备电池技术的多圈绝对值编码器,依赖外部电池的电能记录转子圈数信息。而采用机械齿轮结构的多圈编码器,通过霍尔原理可以永久的记录圈数而无需维护,但成本相对较高。
对策:①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,改用机械多圈的绝对值编码器。②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。③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。④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。
6.电机制动器是用于电源关闭时,将电机轴制动,防止转动;在制动器通电时,制动器处于释放状态。
对策:值得注意的是,作为电机的静止保持装置,制动器不应在电机通电的状态下,作为电机减速装置来使用,这样会加速制动器的磨损。
7.大部分中小功率的伺服电机都采用是自冷却。对于功率较大或特殊应用场合的伺服电机,也常见风冷或者液冷。
对策:①为风扇增加滤网并定期更换;②定期检查冷却装置。
8.这里包括接线端子盒和插座。
对策:使用时应多加小心,尽量避免意外。
9.连接电机轴需要抗扭刚性联轴器或加固型的皮带。电机工作一段时间后,频繁的加减速可导致联轴器或皮带变松或滑动,这时候应该再次检查。
对策:因此在安装或拆卸过程中,严禁使用工具敲击轴、联轴器或滑轮。尝试从电机轴上拆下任何设备时,应使用液压装置从轴端顶出。