内容:伺服电机和数控机床之间的道道
伺服电机和数控机床之间的道道
发布时间:2013-09-29 16:29:45   点击率:1358

  在西门子数控机床伺服驱动系统中,驱动部件现在主要以直流和交流伺服电机为主。伺服电机控制方便,灵活,反应迅速,能输出较大的功率,简化机械传动结构,同时维护方便,所以在数控机床中得到了广泛的应用。特别是近几年出现的高性能的交流伺服电机,使数控机床在整机的可靠性上得到了很大的提高。伺服电机的控制由于不同于一般的电机,所以在实际使用中如缺乏维修方面的有关知识,当出现故障时处理就会遇到困难,如果缺乏对伺服电机的了解,在工作中处理故障时遇到的困难就会更大。

  1 直流伺服电机的结构

  直流伺服电机常采用永磁体励磁,定子使用数块磁铁粘在铝壳内,转子和直流电机的结构相同,但使用的导线较粗,电流通过电刷、换向器接入转子,使电机旋转。换向器(整流子)大多使用较常见的圆周接触,但也有使用端面接触的。在电机上另外还装有速度和位置反馈检测元件,用于对电机的转速控制。

  2 几个主要的特性及在故障判断中的应用

  a.转速和端电压的关系

  电机的转速和端电压成正比,该参数在设计时已确定。电机在磁体励磁正常的情况下,转速和加在电机转子上的电压成正比,根据这一特性,可判断电机是否退磁,如果电机的转速已达到额定值而端电压低于额定值,在这种情况下,说明电机有退磁现象,检查时可分别测量电机和测速机上的电压进行判断。

  b.电枢电流和输出转矩的关系

  电机的输出转矩和电枢电流成正比,根据这一特性,可以用来确定故障是在电机还是在控制器。在对电机进行检查时,需将电机和机械部分分离,检查空载和有载时的电流值,以确定故障点。

  c.电机的空载电流

  电机的空载电流是由机械部分如轴承、电刷和空气阻力引起的损耗,一般很小。在不带负载的情况下,电机转速增加,但电流不会增加,但如电机的电流随转速的增加而增加时,电机内大多有短路故障点存在。

  d.温度对电机性能的影响

  因电流过大和过载会造成电机的温度上升,经常在过电流状态下使用会使磁体退磁,使电机运行时出现转矩下降。因此要经常检查热保护,对电机使用中出现过热报警要检查其原因,如保护动作属正常要查出并排除故障。

  3 在使用中直流伺服电机出现的一些故障

  (1)过流和过载。在机床上正常使用的电机突然出现该故障时有以下一些原因:

  a.机械负载过大,是机械上原因造成的,在排除故障后对电机不会有影响,但电机经常在过流状况下运行,会造成电机损坏。

  b.电机电刷和其他部分对地短路或绝缘不良。

  c.控制器的输出功率元件和相关部分有故障。

  (2)转矩减小,无力,稍加阻力就有报警。该类故障的原因为:

  a.电机有退磁可能。

  b.电刷接触电阻过大,或接触不良。

  c.电刷弹簧烧坏,压力变小,造成电刷下火花过大。

  d.控制器有故障。

  (3)电机旋转有噪声或异常声。原因为:

  a.电机内有异物或磁体脱开。

  b.机械联接部分安装不正确。

  c.换向器粗糙或已烧毛。

  d.轴承损坏或其它机械故障。

  (4)电机旋转时振动。原因有:

  a.换向器有短路。

  b.换向器表面烧坏,高低不平。

  c.油渗入了电刷或在换向器表面粘有油污。

  (5)制动器故障。在垂直轴上使用的电机大多数都带制动器,制动器出现故障时会使电机过流、过热和产生其他故障。对带制动器的电机修理应先使制动器脱开,常用的方法是将电源直接接入制动器线圈,使其脱开,如带机械松开装置的更加方便。有些制动器带整流器,在有故障时要检查一下。