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交流伺服電機“機械和電氣方麵”的主要故障分

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交流伺服電機“機械和電氣方麵”的主要故障分

發布日期:2019-04-04 作者: 點擊:

一、交流伺服係統概述

交流伺服係統包括:伺服驅動器、伺服電機和一個反饋傳感器。所有這些部件都在一個控製閉環係統中運行;驅動器從外部接收參數信息,然後將一定電流輸送給電機,伺服電機廠家通過電機轉換成扭矩帶動負載,負載根據自己的特性進行動作或加減速,傳感器測量負載的位置,使驅動裝置對設定信息值和實際位置值進行比較,然後通過改變電機電流使實際位置值和設定信息值保持一致,當負載突然變化引起速度變化時,編碼器獲知這種速度變化後會馬上反應給伺服驅動器,驅動器又通過改變提供給伺服電機的電流值來滿足負載的變化,並重新返回到設定的速度。

交流伺服係統是一個響應非常高的全閉環係統,負載波動和速度矯正之間的時間滯後響應是非常快的。

二、交流伺服電機振動故障分析

以下對交流伺服電機振動故障的分析主要從機械方麵和電氣方麵進行。

  1. 機械方麵

(1)電機轉子不平衡,電機轉子的動平衡製造時有缺,陷或使用後變差,就會產生形如“振動電機”一樣的振動源;

(2)絲杠與導軌平麵的平行度誤差,絲杠在安裝過程中與導軌所在平麵有平行度誤差也會使電機由於負載不均勻產生振動;

(3)轉軸彎曲,轉軸彎曲的情況類似於轉子不平衡,除了會產生振動源也會產生電機轉子中,心和絲杠中,心的同軸度誤差,使機械傳動係統產生抖動;

(4)聯軸器製造缺,陷或使用後磨損會造成聯軸器兩部分的同軸度誤差,特別是使用鑄造的剛性聯軸器,由於本身的製造精度差,更容易產生同軸度誤差導致振動;

(5)導軌的平行度在製造時較差會導致伺服係統無法到達指定位置到無法停留在指定位置,這時伺服電機會不停的在努力尋找位置和係統反饋間徘徊,使電機連續的振動;

(6)絲杠彎曲,絲杠彎曲後絲杠除了受到軸向推力外還會受到變化的徑向力,彎曲大時徑向力大,彎曲小時徑向力小,同樣這種不應該存在的徑向力也會使機械傳動係統產生振動。

(7)電機兩端和絲杠軸承座上的軸承磨損後間隙過大,或者軸承缺少潤滑脂後軸承滾動體和保持架磨損嚴,重,造成負載過重。軸承磨損後間隙過大會造成電機轉子中,心和絲杠中,心存在同軸度誤差,使機械係統產生抖動。軸承滾動體和保持架磨損嚴重會造成摩擦力增加導致“堵轉”,“堵轉”在不至於導致“過載報,警”的情況下,由於負載過重,會增加伺服係統的響應時間產生振動;

2. 電氣方麵

導致交流伺服電機電氣方麵的原因主要是伺服驅動器的參數調整上。

(1)加速度反饋增益,電機不轉時,很小的偏移會被速度環的比例增益放大,速度反饋產生相應的轉矩,使電機來回抖動。

(2)位置比例增益,設置值越大,增益越高,剛度越大,相同頻率指令脈衝條件下,位置滯後量越小,數值太大可能會引起電機振動;

(3)負載慣量,負載慣量的設置一般與負載的大小有關,過大的負載慣量參數會使係統產生振動,一般的交流伺服電機可以自動測量係統的負載慣量;

(4)速度積分常數,一般情況下負載慣量越大,設定值越大,係統不產生振動的情況下,設定值盡量較小,但是降低積分增益會使機床響應遲緩,剛性變差;

(5)速度比例增益,設置值越大,增益越高,係統剛度越大,參數值根據具體的伺服驅動器型號和負載情況確定,一般情況下,負載慣量越大,設定值越大,在係統不產生振動的情況下,設定值盡量較大,但是增益越大,偏差越小,越容易產生振動;

伺服電機廠家

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