伺服驱动器维修有哪些方法伺服驱动器特点是什么草编制品

2018-09-13 20:53:19来源：贤集网 赵媛

伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。 功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。 伺服驱动器一般可以采用位置、速度和力矩三种控制方式，主要应用于高精度的定位系统，目前是传动技术的高端。下面贤集网小编来为大家讲解关于伺服驱动器的知识，包括：伺服驱动器维修、特点、实用参数设置方法、控制方式、选型方法。

伺服驱动器维修

1、示波器检查驱动器的电流监控输出端时，发现它全为噪声，无法读出。

故障原因：电流监控输出端没有与交流电源相隔离(变压器)。

处理方法：可以用直流电压表检测观察。

?2、电机在一个方向上比另一个方向跑得快。

故障原因：无刷电机的相位搞错。

处理方法：检测或查出正确的相位。

故障原因：在不用于测试时，测试/偏差开关打在测试位置。

处理方法：将测试/偏差开关打在偏差位置。

故障原因：偏差电位器位置不正确。

处理方法：重新设定。

3、电机失速。

故障原因：速度反馈的极性搞错。

处理方法：

a、如果可能，将位置反馈极性开关打到另一位置。(某些驱动器上可以)

b、如使用测速机，将驱动器上的TACH+和TACH-对调接入。

c、如使用编码器，将驱动器上的ENC A和ENC B对调接入。

d、如在HALL速度模式下，将驱动器上的HALL-1和HALL-3对调，再将Motor-A和Motor-B对调接好。

故障原因：编码器速度反馈时，编码器电源失电。

处理方法：检查连接5V编码器电源。确保该电源能提供足够的电流。如使用外部电源，确保该电压是对驱动器信号地的。

4、LED灯是绿的，但是电机不动。

故障原因：一个或多个方向的电机禁止动作。

处理方法：检查+INHIBIT 和 –INHIBIT 端口。

故障原因：命令信号不是对驱动器信号地的。

处理方法：将命令信号地和驱动器信号地相连。

5、上电后，驱动器的LED灯不亮。

故障原因：供电电压太低，小于最小电压值要求。

处理方法：检查并提高供电电压。

6、当电机转动时， LED灯闪烁。

故障原因：HALL相位错误。

处理方法：检查电机相位设定开关(60/120)是否正确。 多数无刷电机都是120相差。

故障原因：HALL传感器故障

处理方法：当电机转动时检测Hall A, Hall B, Hall C的电压。电压值应该在5VDC和0之间。

伺服驱动器的特点

1、伺服驱动器软件程序主要包括主程序、中断服务程序、数据交换程序。

2、伺服驱动器主程序主要用来完成系统的初始化、LO接口控制信号、DSP内各个控制模块寄存器的设置等。

3、伺服驱动器所有的初始化工作完成后，主程序才进入等待状态，以及等待中断的发生，以便电流环与速度环的调节。

4、伺服驱动器所有的初始化工作完成后，主程序才进入等待状态，以及等待中断的发生，以便电流环与速度环的调节。

5、伺服驱动器初始化主要包括DsP内核的初始化、电流环与速度环周期设定、PWM初始化、四M启动、ADc初始化与启动、QEP初始化、矢量与永磁同步电机转子的初始位置初始化、多次伺服电机相电流采样、求出相电流的零偏移量、电流与速度P调节初始化等。

6、PWM定时中断程序有的用来对霍尔电流传感器采样A、B两相电流ia、ib进行采样、定标，以及根据磁场定向控制原理，计算转子磁场定向角，再角，再生成PWM信号对位置环与速度环进行控制。

7、功率驱动保护中断程序主要用于检测智能功率模块的故障输出。

8、光电编码器零脉冲捕获中断程序可实现对编码器反馈零脉冲精确确地捕获，从而可以得到交流永磁同步电机矢量变换定向角度的修正值。

9、数据交换程序主要包括与上位机的通信程序、EEPRoM参的读取、数码管显示程序等。参数的存储控制器键盘值。

伺服驱动器实用参数设置方法

1、位置比例增益

设定位置环调节器的比例增益。设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

2、位置前馈增益

设定位置环的前馈增益。设定值越大时，表示在任何频率的指令脉冲下，位置滞后量越小位置环的前馈增益大，控制系统的高速响应特性提高，但会使系统的位置不稳定，容易产生振荡。不需要很高的响应特性时，本参数通常设为0表示范围：0~100%

3、速度比例增益

设定速度调节器的比例增益。设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。

4、速度积分时间常数

设定速度调节器的积分时间常数。设置值越小，积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。

5、速度反馈滤波因子

设定速度反馈低通滤波器特性。数值越大，截止频率越低，电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大，可以适当减小设定值。数值太大，造成响应变慢，可能会引起振荡。数值越小，截止频率越高，速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应，可以适当减小设定值。

6、最大输出转矩设置

（1）设置伺服驱动器的内部转矩限制值。设置值是额定转矩的百分比，任何时候，这个限制都有效定位完成范围设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据，当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时，驱动器认为定位已完成，到位开关信号为 ON，否则为OFF。

（2）在位置控制方式时，输出位置定位完成信号，加减速时间常数设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间。加减速特性是线性的到达速度范围设置到达速度在非位置控制方式下，如果伺服电机速度超过本设定值，则速度到达开关信号为ON，否则为 OFF。在位置控制方式下，不用此参数。与旋转方向无关。

7、手动调整增益参数

（1）调整速度比例增益KVP值。当伺服系统安装完后，必须调整参数，使系统稳定旋转。首先调整速度比例增益KVP值．调整之前必须把积分增益KVI及微分增益KVD调整至零，然后将KVP值渐渐加大；同时观察伺服电机停止时足否产生振荡，并且以手动方式调整KVP参数，观察旋转速度是否明显忽快忽慢．KVP值加大到产生以上现象时，必须将KVP值往回调小，使振荡消除、旋转速度稳定。此时的KVP值即初步确定的参数值。如有必要，经KⅥ和KVD调整后，可再作反复修正以达到理想值。

（2）调整积分增益KⅥ值。将积分增益KVI值渐渐加大，使积分效应渐渐产生。由前述对积分控制的介绍可看出，KVP值配合积分效应增加到临界值后将产生振荡而不稳定，如同KVP值一样，将KVI值往回调小，使振荡消除、旋转速度稳定。此时的KVI值即初步确定的参数值。

（3）调整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋转平稳，降低超调量。因此，将KVD值渐渐加大可改善速度稳定性。

（4）调整位置比例增益KPP值。如果KPP值调整过大，伺服电机定位时将发生电机定位超调量过大，造成不稳定现象。此时，必须调小KPP值，降低超调量及避开不稳定区；但也不能调整太小，使定位效率降低。因此，调整时应小心配合。

8、自动调整增益参数

现代伺服驱动器均已微计算机化，大部分提供自动增益调整( autotuning)的功能，可应付多数负载状况。在参数调整时，可先使用自动参数调整功能，必要时再手动调整。

伺服驱动器控制方式

1、反馈补偿型开环控制

开环系统的精度较低，这是由于伺服驱动器的步距误差、起停误差、机械系统的误差都会直接影响到定位精度。应采用补偿型进行改进，这种系统且有开环与闭环两者的优点，即具有开环的稳定性和闭环的精确性。不会因为机床的谐振频率、爬行、失动等引起系统振荡。反馈补偿型开环控制不需要间隙补偿和螺距补偿。

2、闭环控制

由于开环控制的精度不能很好地满足机床的要求，为了提高伺服驱动器的控制精度，最根本的办法是采用闭环控制方式。即不但有前身控制通道，而且有检测输出的反馈通道，指令信号与反馈信号比较后得到偏差信号，形成以偏差控制的闭环控制系统。

3、半闭环控制

对于闭环控制系统，合理的设计可以得到可靠的稳定性和很高的精度，但是直接测量工作台的位置信号需要用如光栅、有磁尺或直线感应同步器等安装、维护要求较高的位置检测装置。通过对传动轴或丝杠角位移的测量，可间接地获得位置输出量的等效反馈信号。由于这部分传动引起的误差不能被闭环系统中不包含从旋转轴到工作台之间的传动链，因此这部分传动引起的误差不能被闭环系统自动补偿，所以称这种由等效反馈信号构成的闭环控制系统为半闭环伺服驱动器，这种控制方式称为半闭环控制方式。

4、反馈补偿型的半闭环控制

这种伺服驱动器控制补偿原理与开环补偿系统相同，由旋转变压器和感应同步器组成的两套独立的测量系统均以鉴幅方式工作。该系统的缺点是成本高，要用两套检测系统，优点是比全闭环系统调整容易，稳定性好，适合用做高精度大型数控机床的进给驱动。

伺服驱动器选型方法

1、选择一款合适的伺服驱动器需要考虑到各个方面，这主要根据系统的要求来选择，在选型之前，首先分析以下系统需求，比如尺寸、供电、功率、控制方式等，为选型定下方向。

2、驱动器支持的电机类型，一般为直流有刷、正弦波、梯形波等，还有就是驱动器的持续输出电流要大于电机的额定电流，根据电机反电动势、最大转速考虑驱动器是否可以胜任。

3、反馈元件，反馈传感器也是种类繁多，根据是否要做闭环，选择反馈传感器，编码器、测速电机、旋变等。如果系统中带有反馈元件，这时候在选择驱动器时就要考虑驱动器是否支持这种反馈，反馈种类，或者是反馈的信号输出形式。

4、伺服驱动器有三种控制方式：力矩、速度、位置模式。工作在这几种模式下命令形式也不一样，力矩和速度模式可通过模拟量命令控制，位置模式可使用脉冲+方向控制。当然还有总线形式，比如Ethercat等。

5、精度要求，系统的精度有多个影响因素，伺服驱动器也是其中重要的一环，一般伺服驱动器分为数字伺服驱动器和线性伺服放大器，线性放大器适用于低噪声、高带宽以及电流过零时无失真的场合。

6、供电和使用环境，供电方面主要是直流和交流供电，有时候还要考虑驱动器对供电电源的要求。使用环境，主要是考虑温度方面的影响，还有就是工况，是否需要防护罩等。

上述是贤集网小编为大家介绍的伺服驱动器维修、特点、实用参数设置方法、控制方式、选型方法。随着伺服系统的大规模应用，伺服驱动器使用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在当今比较重要的技术课题，越来越多工控技术服务商对伺服驱动器进行了技术深层次研究。为了延长伺服系统的工作寿命，在使用过程中需注意以下问题。对于系统的使用环境，需考虑到温度、湿度、粉尘、振动及输入电压这五个要素。定期清理数控装置的散热通风系统。应经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。应视车间环境状况，每半年或一个季度检查清扫一次。当数控机床长期闲置不用时，也应定期对数控系统进行维护保养。首先，应经常给数控系统通电，在机床锁住不动的情况下，让其空载运行。在空气湿度较大的梅雨季节应该天天通电，利用电器元件本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子部件的性能稳定可靠。实践证明，经常停置不用的机床，过了梅雨天后，一开机往往容易发生各种故障。

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