直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見故障

盡管直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在目前已應(yīng)用不多,，逐步為交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代,，但現(xiàn)有系統(tǒng)的維修還有不少，在此也總結(jié)它的故障特點(diǎn),。

1. 主軸速度不正?；虿环€(wěn)定，造成這類故障的原因有很多,。

主軸速度不正?；虿环€(wěn)定的故障綜述：

可能原因 檢查步驟 排除措施

電動(dòng)機(jī)負(fù)載過重   重新考慮負(fù)載條件，減輕負(fù)載

速度指令電壓不良或錯(cuò)誤 測(cè)量從數(shù)控裝置主軸接口輸出過來的信號(hào) 確保主軸控制信號(hào)正常

D/A變換器故障

反饋線斷線或不良 測(cè)量反饋信號(hào) 確保接線正確

反饋裝置損壞 更換反饋裝置

電動(dòng)機(jī)故障,，如：勵(lì)磁喪失等 采用交換法,，可以判斷是否出了故障 更換電動(dòng)機(jī)

驅(qū)動(dòng)器故障 更換驅(qū)動(dòng)器

誤差放大器故障

印刷線路板太臟 打開驅(qū)動(dòng)器，定期給電路板作出清潔 保持電路板的清潔或更換放大器

直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹

直流主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器有可控硅調(diào)速和脈寬調(diào)制PWM調(diào)速兩種形式,。由于脈寬調(diào)制PWM調(diào)速具有很好的調(diào)速性能,，因而在對(duì)靜動(dòng)態(tài)性能要求較高的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置上曾***使用。而三相全控可控硅調(diào)速裝置則適于大功率應(yīng)用場(chǎng)合,。

從原理上說,，直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與通常的直流調(diào)速系統(tǒng)無本質(zhì)的區(qū)別，決定了直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

① 調(diào)速范圍寬,。采用直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床通常只設(shè)置高,、低兩級(jí)速度的機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，就能得到全部的主軸變換速度,，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速,，因此，它具有較寬的調(diào)速范圍,。

② 直流主軸通常采用全封閉的結(jié)構(gòu)形式,，可以在有塵埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。

③ 主軸電動(dòng)機(jī)通常采用特殊的熱管冷卻系統(tǒng),，能將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量迅速向外界發(fā)散,。此外，為了使發(fā)熱*小,，定子往往采用獨(dú)特附加磁極,，以減小損耗，提率,。

④ 直流主軸驅(qū)動(dòng)器主回路一般采用晶閘管三相全波整流,，以實(shí)現(xiàn)四象限的運(yùn)行。

⑤ 主軸控制性能好。為了便于與數(shù)控系統(tǒng)的配合,，主軸伺服器一般都帶有D/A轉(zhuǎn)換器,、“使能”信號(hào)輸入、“準(zhǔn)備好”輸出,、輸出,、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩顯示輸出等信號(hào)接口。

⑥ 純電氣主軸定向準(zhǔn)?？刂乒δ?。無需機(jī)械定位裝置，進(jìn)一步縮短了定位時(shí)間,。

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選擇合適的伺服電機(jī)系統(tǒng)需要知道的技術(shù)數(shù)據(jù)有：

1）力矩范圍 中小力矩（一般在20Nm以下） 小中大,，全范圍

2）速度范圍 低（一般在2000RPM以下，大力矩電機(jī)小于1000RPM） 高（可達(dá)5000RPM）,直流伺服電機(jī)更可達(dá)1~2萬轉(zhuǎn)/分

3）控制方式 主要是位置控制 多樣化智能化的控制方式,，位置/轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩方式

4）平滑性 低速時(shí)有振動(dòng)（但用細(xì)分型驅(qū)動(dòng)器則可明顯改善） 好,，運(yùn)行平滑

5）精度 一般較低，細(xì)分型驅(qū)動(dòng)時(shí)較高 高（具體要看反饋裝置的分辨率）

6）矩頻特性 高速時(shí),，力矩下降快 力矩特性好,，特性較硬

7）過載特性 過載時(shí)會(huì)失步 可3~10倍過載（短時(shí)）

8）反饋方式 大多數(shù)為開環(huán)控制，也可接編碼器,，防止失步 閉環(huán)方式,，編碼器反饋

9）編碼器類型 - 光電型旋轉(zhuǎn)編碼器（增量型/***值型），旋轉(zhuǎn)變壓器型

10）響應(yīng)速度 一般 快

11）耐振動(dòng) 好 一般（旋轉(zhuǎn)變壓器型可耐振動(dòng)）

12）溫升 運(yùn)行溫度高 一般

13）維護(hù)性 基本可以免維護(hù) 較好

14）價(jià)格 低 高

功率放大器（驅(qū)動(dòng)放大電路）

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是幾相的,，在驅(qū)動(dòng)裝置中就有幾路驅(qū)動(dòng)放大電路,，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在驅(qū)動(dòng)裝置中就有三路驅(qū)動(dòng)電路,，每一路連接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一相繞組,。功率放大器的作用是將環(huán)形分配器發(fā)出的TTL電平信號(hào)放大至幾安到十幾安的電流送至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各繞組。下面主要以高低壓切換驅(qū)動(dòng)為例介紹典型的驅(qū)動(dòng)功率放大電路,。

當(dāng)輸入信號(hào)為低電平時(shí),，V1、V2,、Vg,、Vd均截止,，電動(dòng)機(jī)繞組中無電流流過,，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)，V1,、V2,、Vd飽和導(dǎo)通，在V2由截止過渡到飽和導(dǎo)通期間,，與T一次側(cè)串聯(lián)的V2集電極回路電流急劇增加,，在T的二次側(cè)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓，加到高壓功率管Vg的基極上,，使Vg導(dǎo)通,，80V的高壓經(jīng)過Vg加到電動(dòng)機(jī)繞組上，使電流按La/(Rd+r)的時(shí)間常數(shù)向電流穩(wěn)定值Vg/(Rd+r)上升,。經(jīng)過過渡過程后,，V2進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)（飽和導(dǎo)通）后，T一次側(cè)電流達(dá)到穩(wěn)定值,，無磁通量變化,，T的二次側(cè)感應(yīng)電壓為零，Vg截止,。這時(shí)12V低壓電源經(jīng)二極管VDd加到繞組La上,，維持La中的額定電流。 上海持承自動(dòng)化設(shè)備有限公司主營(yíng)驅(qū)動(dòng)器,，如有進(jìn)一步需要,，保持電話溝通！

步進(jìn)電機(jī)按結(jié)構(gòu)分類：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也叫脈沖電機(jī),，包括反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等,。（1）反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：也叫感應(yīng)式,、磁滯式或磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。其定子和轉(zhuǎn)子均由軟磁材料制成,，定子上均勻分布的大磁極上裝有多相勵(lì)磁繞組,，定、轉(zhuǎn)子周邊均勻分布小齒和槽,，通電后利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,。一般為三、四,、五,、六相；可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,；步距角??；斷電時(shí)無定位轉(zhuǎn)矩；電機(jī)內(nèi)阻尼較小,，單步運(yùn)行震蕩時(shí)間較長(zhǎng),；啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高。（2）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：通常電機(jī)轉(zhuǎn)子由永磁材料制成,，軟磁材料制成的定子上有多相勵(lì)磁繞組,，定、轉(zhuǎn)子周邊沒有小齒和槽,，通電后利用永磁體與定子電流磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,。一般為兩相或四相；輸出轉(zhuǎn)矩??；步距角大；斷電時(shí)具有一定的保持轉(zhuǎn)矩,；啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較低,。（3）混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：也叫永磁反應(yīng)式、永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),，混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn),。其定子和四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒有區(qū)別，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,。一般為兩相或四相,；須供給正負(fù)脈沖信號(hào)；輸出轉(zhuǎn)矩較永磁式大,；步距角較永磁式?。粩嚯姇r(shí)無定位轉(zhuǎn)矩,；啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高,；發(fā)展較快的一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。上海持承自動(dòng)化設(shè)備有限公司主營(yíng)驅(qū)動(dòng)器,，如有進(jìn)一步需要,，歡迎致電！襄陽(yáng)三菱伺服驅(qū)動(dòng)器質(zhì)量可靠

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目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制中心,，伺服驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為關(guān)鍵設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過電壓,、過電流,、過熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊,。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電,。經(jīng)過整流好的三相電或市電,，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過程可以簡(jiǎn)單的說就是AC-DC-AC的過程,。整流單元（AC-DC）主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐?。三明三菱伺服?qū)動(dòng)器方案