交流伺服电机振动故障的原因及解决方法

导致交流伺服电机的振动故障是多方面复杂的原因从实际操作中总结发现机械故障或机械故障导致的电机故障原因比例较大在排除这类故障时需要掌握交流伺服系统的工作原理了解哪些原因容易引起电机振动故障同时结合现场情况综合判断才能彻底解决交流伺服电机的振动故障。本文对交流伺服电机振动故障的分析主要从机械方面和电气方面进行。


1. 机械方面

(1)电机两端和丝杠轴承座上的轴承磨损后间隙过大或者轴承缺少润滑脂后轴承滚动体和保持架磨损严重造成负载过重。轴承磨损后间隙过大会造成电机转子中心和丝杠中心存在同轴度误差使机械系统产生抖动。轴承滚动体和保持架磨损严重会造成摩擦力增加导致“堵转”“堵转”在不至于导致“过载报警”的情况下由于负载过重会增加伺服系统的响应时间产生振动;

(2)电机转子不平衡电机转子的动平衡制造时有缺陷或使用后变差就会产生形如“振动电机”一样的振动源;

(3)转轴弯曲转轴弯曲的情况类似于转子不平衡除了会产生振动源也会产生电机转子中心和丝杠中心的同轴度误差使机械传动系统产生抖动;

(4)联轴器制造缺陷或使用后磨损会造成联轴器两部分的同轴度误差特别是使用铸造的刚性联轴器由于本身的制造精度差更容易产生同轴度误差导致振动;

(5)导轨的平行度在制造时较差会导致伺服系统无法到达指定位置到无法停留在指定位置这时伺服电机会不停的在努力寻找位置和系统反馈间徘徊使电机连续的振动;

(6)丝杠与导轨平面的平行度误差丝杠在安装过程中与导轨所在平面有平行度误差也会使电机由于负载不均匀产生振动;

(7)丝杠弯曲丝杠弯曲后丝杠除了受到轴向推力外还会受到变化的径向力弯曲大时径向力大弯曲小时径向力小同样这种不应该存在的径向力也会使机械传动系统产生振动。

2. 电气方面

导致交流伺服电机电气方面的原因主要是伺服驱动器的参数调整上。

(1)负载惯量负载惯量的设置一般与负载的大小有关过大的负载惯量参数会使系统产生振动一般的交流伺服电机可以自动测量系统的负载惯量;

(2)速度比例增益设置值越大增益越高系统刚度越大参数值根据具体的伺服驱动器型号和负载情况确定一般情况下负载惯量越大设定值越大在系统不产生振动的情况下设定值尽量较大但是增益越大偏差越小越容易产生振动;

(3)速度积分常数,电镀层测厚仪一般情况下负载惯量越大设定值越大系统不产生振动的情况下,水份测定仪设定值尽量较小但是降低积分增益会使机床响应迟缓刚性变差;

(4)位置比例增益设置值越大增益越高刚度越大相同频率指令脉冲条件下位置滞后量越小数值太大可能会引起电机振动;

(5)加速度反馈增益,涂层测厚仪电机不转时很小的偏移会被速度环的比例增益放大速度反馈产生相应的转矩使电机来回抖动。


知道了那些方面会导致交流伺服电机产生振动故障实际维修中如何将故障范围进一步缩小进而锁定故障原因是个难点需要结合具体的现场信息来综合判断。

(1)故障发生在新设备开机调试后发生在这个时段内的故障最复杂可能是由于机械制造方面的原因也有可能是参数调整不正确的原因需要一步步的排除排除的原则是先排除简单的原因后排除复杂的如果是数控系统装有两台以上相同的驱动器和交流伺服电机其中一台电机产生振动可以采用最简单的“对换法”将两台交流伺服电机的伺服驱动器对换利用此法可以快速判断问题是否出在伺服驱动器参数设置上;

(2)故障发生在设备运行使用很长时间以后这种情况基本可以排除伺服驱动器参数设置问题因为如果参数设置不当早就应该反映出问题了;

(3)故障发生在刚刚开机后如果刚刚开机交流伺服电机就产生振动这种情况下可以确定是在数控系统自动寻在机床原点时发生了机械卡阻导致电机不能到达指定位置或到达指定位置后产生反复这种情况下一般是机械故障;

(4)故障发生在机床正在加工工件时这样的情况首先考虑是由于加工时负载增加而导致的振动围绕负载增加检查原因;

(5)故障连续规律发生或断续无规律发生故障连续发生时说明导致电机振动的故障原因一直存在而断续无规律发生时说明导致电机振动的故障原因有时会发生变化这种情况如果负载没有很大的变化基本可以排除伺服驱动器参数设置的原因。

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