常見直流伺服電機(jī)故障有哪些？直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制和性能特點(diǎn)介紹！
直流伺服電機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，它能夠?qū)崿F(xiàn)精確的位置控制和恒定轉(zhuǎn)速控制。本文將深入探討直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理以及常見故障分析，以幫助讀者更好地了解和維護(hù)這一關(guān)鍵設(shè)備。
直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理
直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理是基于脈沖控制和反饋系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，電機(jī)控制器發(fā)送脈沖信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)接收電機(jī)反饋的脈沖信號(hào)。這個(gè)反饋系統(tǒng)允許系統(tǒng)知道它向電機(jī)發(fā)送了多少脈沖，并收到了多少脈沖的響應(yīng)。通過(guò)比較這兩個(gè)信號(hào)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)非常精確的電機(jī)控制，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的位置定位，精度可以高達(dá)0.001毫米。
直流伺服電機(jī)的特點(diǎn)在于它采用直流有刷伺服電機(jī)，這種電機(jī)通常具有高成本、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、廣泛的調(diào)速范圍和易于控制的特點(diǎn)。盡管需要維護(hù)，但維護(hù)相對(duì)便捷。然而，它可能會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，因此在某些環(huán)境中的使用受到一定的限制。通常，這種類型的電機(jī)適用于對(duì)成本敏感的工業(yè)和民用領(lǐng)域。
直流伺服電機(jī)主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，特別是在需要對(duì)恒定轉(zhuǎn)速或需要對(duì)轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)行精確控制的應(yīng)用中。它的主要組成部分包括定子、轉(zhuǎn)子鐵芯、電機(jī)轉(zhuǎn)軸、伺服電機(jī)繞組換向器、伺服電機(jī)繞組、測(cè)速電機(jī)繞組和測(cè)速電機(jī)換向器。轉(zhuǎn)子鐵芯通常由疊壓的硅鋼片固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上構(gòu)成。
直流伺服電機(jī)的控制依賴于高速數(shù)字信號(hào)處理器。這個(gè)處理器通過(guò)直接對(duì)電流信號(hào)和速度進(jìn)行采樣，然后通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字比較、數(shù)字調(diào)節(jié)運(yùn)算和數(shù)字脈沖寬度調(diào)制等功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的精確控制。伺服電機(jī)主要依靠脈沖信號(hào)進(jìn)行定位。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)伺服電機(jī)接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，它會(huì)旋轉(zhuǎn)與該脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移。由于伺服電機(jī)本身可以生成脈沖信號(hào)，因此每次旋轉(zhuǎn)特定角度時(shí)，它都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的脈沖信號(hào)，這與它接收到的脈沖信號(hào)形成了一種閉環(huán)反饋。
與直流有刷伺服電機(jī)不同，直流無(wú)刷伺服電機(jī)通常具有更小的體積、輕量、更大的輸出功率、更快的響應(yīng)速度、更高的轉(zhuǎn)速、更小的慣量、平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)、穩(wěn)定的扭矩、以及更高的效率。它們可以實(shí)現(xiàn)智能化，并且其電子換向方式非常靈活，可以采用方波換相或正弦波換相。此外，它們不需要維護(hù)，沒(méi)有碳刷損耗，運(yùn)行溫度較低，噪音小，電磁輻射微弱，壽命較長(zhǎng)，適用于各種環(huán)境。
直流伺服電機(jī)的常見故障分析
盡管直流伺服電機(jī)在許多領(lǐng)域中表現(xiàn)出色，但它們也可能出現(xiàn)各種故障。以下是一些常見的故障及其分析：
電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)：這種故障可能由以下原因引起：
換向器出現(xiàn)短路。
換向器表面受損，不平整。
油滲入電刷或沾污在換向器表面。
電機(jī)旋轉(zhuǎn)有噪音或異常聲：可能的原因包括：
換向器表面粗糙或已受損。
機(jī)械連接部分安裝不正確。
軸承受損或其他機(jī)械故障。
電機(jī)內(nèi)部有異物或磁體脫離。
制動(dòng)器故障：帶制動(dòng)器的電機(jī)通常用于垂直軸上，制動(dòng)器故障可能導(dǎo)致電機(jī)過(guò)流、過(guò)熱和其他故障。修理時(shí)應(yīng)首先將制動(dòng)器解除，這可以通過(guò)將電源直接連接到制動(dòng)器線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便使制動(dòng)器脫開。
過(guò)流和過(guò)載：突然出現(xiàn)過(guò)流和過(guò)載故障可能由以下原因引起：
伺服電機(jī)控制器的電刷或其他部分與地短路或絕緣不良。
控制器的輸出功率元件和相關(guān)部分出現(xiàn)故障繼續(xù)上面的分析：
機(jī)械負(fù)載過(guò)大，這通常是由于機(jī)械部分的問(wèn)題引起的。一旦排除故障，電機(jī)本身不會(huì)受到影響，但頻繁的過(guò)流可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損壞。
轉(zhuǎn)矩減小，無(wú)力，阻力導(dǎo)致報(bào)警：這類故障可能由以下原因引起：
電機(jī)可能發(fā)生退磁，導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩減小。
控制器出現(xiàn)故障。
電刷的接觸電阻過(guò)大或接觸不良。
電刷彈簧可能燒壞，導(dǎo)致電刷下的火花過(guò)大。
在面對(duì)這些常見故障時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)診斷和解決問(wèn)題。這可能涉及更換損壞的部件，清潔或更換電刷，調(diào)整機(jī)械連接，檢查電機(jī)的磁體和軸承狀態(tài)等。如果有關(guān)制動(dòng)器的問(wèn)題，也需要專門的維修和檢查。
此外，定期維護(hù)和保養(yǎng)對(duì)于延長(zhǎng)伺服電機(jī)的壽命和保持其性能至關(guān)重要。這包括清潔和潤(rùn)滑機(jī)械部分，檢查電刷和換向器，確保電機(jī)連接可靠，以及定期校準(zhǔn)和測(cè)試伺服系統(tǒng)。
總之，直流伺服電機(jī)是在數(shù)字控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵組件，它們提供了精確的位置和速度控制。了解其工作原理和常見故障，以及采取適當(dāng)?shù)木S護(hù)措施，對(duì)于確保其穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。因此，對(duì)于那些依賴伺服電機(jī)進(jìn)行精密控制的應(yīng)用，維護(hù)和維修工作是不可或缺的。
