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如何分析伺服控制器维修故障

2017-12-13 13:57


伺服控制器大家都知道要用测功机来测量电机的扭矩-转速曲线,从而获取电机的扭矩输出性能。但这里有个问题,就是扭矩-转速曲线所反映的,是电机在恒转速下的扭矩输出能力,并不能反映伺服电机的过载能力。而往往伺服电机的运行,连续运行时输出的力并不大,只是启动和制动时的大,如果依据扭矩-转速曲线来做电机选型,将会严重放大选型电机的功率 ...
伺服控制器的维修,和变频器最大的不同就是没有马达无法试机,而作为维修公司,你不可能备有所有型号的伺服马达,试机是一个绕不开的坎。更让人恼火的是,你不连接编码器,编码器的故障报警会掩盖其他所有故障报警。我的做法是先询问客户,伺服器现场故障情况,比如现场根本没有出现过编码器相关的故障信息,维修时,你就根本不用考虑编码器问题。报警过载过流,电压低,无法定位,无法启动这些故障,我一般直接找故障点,然后反向推理一到两步,为什么会出现这个故障报警。
下面说几个列子,来分析一下维修伺服器的思路。
1一个客户发了台路斯特C系列伺服器过来维修,故障是使用时出现过载停机,每次故障前,马达会出现震动和噪声。停机一段时间又可以开机。德国路斯特伺服器性能可靠,唯一一个缺点是容易掉用户程序。能冷机开机,让人很容易想到是不是散热的问题。当接到用户发过来的伺服器后,我打消了这个想法。一来这个伺服器较小,只有400w,根本没有散热风扇。二是详细询问后发现,出现故障的时间不定。如果伺服器散热故障,一般时间是固定的,不如说使用二十分钟一定报警。开机后发现,a/d转换芯片的供电电阻已经烧焦,测量仅阻值变大而已,电压小了,换新后,供电电压恢复正常。但经过分析,这个故障点和过载报警根本扯不上什么关系。路斯特马达一般采用旋变反馈,旋变是很不容易出现问题的。自己维修那么多,旋变从来没坏过,检查编码器连线,居然发现了一条电缆是半开路的,心里一喜,以为找到了故障。因为有匹配的电机,那就试机吧。切换到手动状态,闭合启动,将转速设定到2000转,然后关门下班。第二天一早查看,电机转速正常,马达温度也正常。于是拍下视频发给客户验收,付款发货。
回去没有两天,客户就打来电话,说故障依旧,这下傻眼了,怎么可能呢?后来经过和客户反复沟通,原来还是编码器线故障。因为我查出故障这条编码器线原来换过,我修复发回后,工厂技术人员懒得去拆那条编码器线,结果故障还是那个故障。换线后,设备正常工作。对于远方的客户,我一般修复会拍视频,型号,系列号,运行状态,给客户验收,然后再收款发货。但有的时候,测试正常和现场使用一定要沟通好。
2.有客户拿了一台提花机专用,叫answer(安速)伺服控制器过来维修,故障是没有显示。answer这个品牌,是松下伺服的血脉演化而来的,程序架构和应用都差不多。因为提花机已经国产且伺服用量较大,安速这个品牌就和提花机滋润的活到了现在。没显示肯定电源出了故障,伺服器为了节省空间,很多都采用集成式电源ic,其中又以top24x型号的芯片最多。top24xy的芯片脚位一样,可以通用,不同的型号无非就是输出功率不同而已。换掉top246y,电源正常,测电流检测环路正常,让用户取走。上机,居然报警13,13是母线电压过低,调换伺服控制器工作正常。看样子的确还有故障,拿回来检测母线取样电路,发现母线检测正常。百思不得其解,只得将硬件通路重新检测一番。影响伺服的硬件工作条件的故障依序是:编码器,母线检测,温度检测,电流检测,驱动电路。用排除法一一排除,最后锁定在驱动输出上。我的理由是:伺服输出报警13,可能是输出电流过大,电流过大电压降低,由于伺服没有旋转起来,此时电压检测优先于电流检测。
目标清晰了以后,仔细查看,最后故障果然出现在驱动光耦上pc929上,换新,故障排除。实践告诉我,有的故障报警,是互相关联的,逻辑上存在优先报警级别。有时自己看到的故障提示,并不是故障本身。伺服控制器维修,其实也没那么复杂,真要遇上了复杂的故障,也大可不必惊慌,大不了带马达测试再维修。
由于伺服电机在机器人上主要用于驱动关节的运动,因此它需要进行频繁正反转短时运行。而在这种频繁正反转,而且又带着一定惯量的负载,还要求控制速度非常快的情况下,对伺服电机的过载能力(过载扭矩、过载电流)要求是非常高的。   
由上述公式可知,实际伺服电机在带载启动时,除了加载的扭矩Tload和摩擦系数Kn外,还会因为负载惯 ...

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