在对西门子维修时,见到的西门子伺服电机作为一种数字式执行元件,在运动控制系统中得到广泛的应用。在使用西门子电机的时候,感觉电机工作时有较大的发热。实际上发热是电机的一个普遍现象,但怎样的发热程度才算正常,以及如何尽量减小步进电机发热呢?
1、将西门子电机发热控制在合理范围内
电机发热允许到什么程度,主要取决于电机内部绝缘等级。内部绝缘性能在高温下(130度以上)才会被破坏。低于130度,电机不会损坏,表面温度会在90度以下。表面温度在70-80度都是正常的。滴几滴水迅速气化,则90度以上了;当然也可以用测温枪来检测。
2、西门子电机发热随速度变化的情况
采用恒流驱动技术时,电机在静态和低速下,电流会维持相对恒定,以保持恒力矩输出。速度高到一定程度,电机内部反电势升高,电流将逐步下降,力矩也会下降。
3、发热带来的影响
电机发热虽然一般不会影响电机的寿命,对大多数客户来说没必要理会。严重的发热会带来一些负面影响。如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化,会影响电机的动态响应,高速会容易失步。
4、减少电机的发热
减少发热,就是减少铜损和铁损。 减少铜损有两个方向,减少电阻和电流,这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机,对两相电机,能用串联的电机就不用并联电机。细分驱动器由于电流波形接近正弦,谐波少,电机发热也会较少。 减少铁损的办法不多,电压等级与之有关,高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。
一、电机编码器报警 1、故障原因 ①接线错误; ②电磁干扰; ③机械振动导致的编码器硬件损坏; ④现场环境导致的污染; 2、维修方法 ①检查接线并排除错误; ②检查屏蔽是否到位,检查布线是否合理并解决,必要时增加滤波器加以改 善; ③检查机械结构,并加以改进; ④检查编码器内部是否受到污染、腐蚀(粉尘、油污等),加强防护; 3、安装及接线标准 ①尽量使用原装电缆; ②分离电缆使其尽量远离污染接线,特别是高污染接线; ③尽可能始终使用内部电源。如果使用开关电源,则应使用滤波器,确保电 源达到洁净等级; ④始终将公共端接地; ⑤将编码器外壳与机器结构保持绝缘并连接到电缆屏蔽层; ⑥如果无法使编码器绝缘,则可将电缆屏蔽层连接到编码器外壳和驱动器框 架上的接地(或专用端子)。 二、电机断轴 1、故障原因 ①机械设计不合理导致径向负载力过大; ②负载端卡死或者严重的瞬间过载; ③电机和减速机装配时不同心; 2、维修方法 ①核对电机样本中可承受的最大径向负载力,改进机械设计; ②检查负载端的运行情况,确认实际的工艺要求并加以改进; ③检查负载运行是否稳定,是否存在震动,并加以改进机械装配精度。 三、电动机空载电流不平衡,三相相差大 1、故障原因 ①绕组首尾端接错; ②电源电压不平衡; ③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。 2、维修方法 ①检查并纠正; ②测量电源电压,设法消除不平衡; ③消除绕组故障。 四、电动机运行时响声不正常有异响 1、故障原因 ①轴承磨损或油内有砂粒等异物; ②转子铁芯松动; ③轴承缺油; ④电源电压过高或不平衡。 2、维修方法 ①更换轴承或清洗轴承; ②检修转子铁芯; ③加油; ④检查并调整电源电压 五、电动机起动困难,额定负载时,电动机转速低于额定转速较多 1、故障原因 ①电源电压过低; ②面接法电机误接; ③转子开焊或断裂; ④转子局部线圈错接、接反; ③修复电机绕组时增加匝数过多; ⑤电机过载。 2、维修方法 ①测量电源电压,设法改善; ②纠正接法; ③检查开焊和断点并修复; ④查出误接处予以改正; ⑤恢复正确匝数; ⑥减载。 六、通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟? 1、故障原因 ①电源未通(至少两相未通); ②熔丝熔断(至少两相熔断); ③过流继电器调得过小; ④控制设备接线错误。 2、维修方法 ①检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点,修复; ②检查熔丝型号、熔断原因,换新熔丝; ③调节继电器整定值与电动机配合; ④改正接线。 七、运行中电动机振动较大 1、故障原因 ①由于磨损轴承间隙过大; ②气隙不均匀; ③转子不平衡; ④转轴弯曲; ⑤联轴器(皮带轮)同轴度过低。 2、维修方法 ①检修轴承,必要时更换; ②调整气隙,使之均匀; ③校正转子动平衡; ④校直转轴; ⑤重新校正,使之符合规定。 八、通电后电机不转有嗡嗡声 1、故障原因 ①转子绕组有断路(一相断线)或电源一相失电; ②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反; ③电源回路接点松动,接触电阻大; ④电动机负载过大或转子卡住; ⑤电源电压过低; ⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬; ⑦轴承卡住。 2、维修方法 ①查明断点予以修复; ②检查绕组极性;判断绕组末端是否正确; ③紧固松动的接线螺丝,用万用表判断各接头是否假接,予以修复; ④减载或查出并消除机械故障; ⑤检查是否把规定的面接法误接;是否由于电源导线过细使压降过大,予以 纠正; ⑥重新装配使之灵活;更换合格油脂; ⑦修复轴承。 九、轴承过热? 1、故障原因 ①滑脂过多或过少; ②油质不好含有杂质; ③轴承与轴颈或端盖配合不当(过松或过紧); ④轴承内孔偏心,与轴相擦; ⑤电动机端盖或轴承盖未装平; ⑥电动机与负载间联轴器未校正,或皮带过紧; ⑦轴承间隙过大或过小; ⑧电动机轴弯曲。 2、维修方法 ①按规定加润滑脂(容积的1/3-2/3); ②更换清洁的润滑滑脂; ③过松可用粘结剂修复,过紧应车,磨轴颈或端盖内孔,使之适合; ④修理轴承盖,消除擦点;更多精彩内容请关注微信号技成培训 ⑤重新装配; ⑥重新校正,调整皮带张力; ⑦更换新轴承; ⑧校正电机轴或更换转子。 十、电机过热甚至冒烟? 1、故障原因 ①电源电压过高; ②电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电流过大使绕组发热; ③修理拆除绕组时,采用热拆法不当,烧伤铁芯; ④电动机过载或频繁起动; ⑤电动机缺相,两相运行; ⑥重绕后定于绕组浸漆不充分; ⑦环境温度高电动机表面污垢多,或通风道堵塞。 2、维修方法 ①降低电源电压(如调整供电变压器分接头); ②提高电源电压或换粗供电导线; ③检修铁芯,排除故障; ④减载;按规定次数控制起动; ⑤恢复三相运行; ⑥采用二次浸漆及真空浸漆工艺; ⑦清洗电动机,改善环境温度,采用降温措施。
伺服电机与步进电机的性能比较 a.控制精度:步进电机的相数和拍数越多,它的精确度就越高,伺服电机取块于自带的编码器,编码器的刻度越多,精度就越高; b.低频特性:步进电机在低速时易出现低频振动现象,当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象,伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象; c.矩频特性:步进电机输出力矩随转速的升高而下降,高速时会急剧下降,伺服电机在额定转速内为恒力矩输出,在额定转速上为恒功率输出; d.过载能力:步进电机不具备过载能力,伺服电机有较强的过载能力; e.运行性能:步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠; f.速度响应性能:步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒,而交流伺服系统的加速性能较好,一般只需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。