探究 | 伺服驱动器维修实战经验分享
运动控制 发布时间:2017年9月20日 13:34 收录时间:2018年1月26日 03:12 作者:工业帮PLC课程 来源:微信公众号

伺服驱动器维修实战经验分享:英国CT DIGITAX DB420低速抖动案例


这是一个两年前的案例,当年还在论坛发过求助贴,希望找到伺服驱动器的说明书。我觉得是一个比较典型的现场案例,特借助论坛活动平台,与大家分享、探讨、相互学习。


一台意大利进口纺织设备,使用时间已近20年(1995年建厂),电气故障还不算多,系统虽然不算大,但在当年那也真的是“高 大 上”的代表。


由1套美国GE 的90-30 PLC(1块高速计数模块,其余数字输入输出模块,无模拟量模块),2台意大利ES 的CRM90直流调速器,2台英国CT 的DIGITAX DB420伺服驱动器,1块VFD数码英文字符串显示器,多块模拟量发生电路板(估计是F/V功能),等板卡、设备组成。


PLC,对焦虚了。


伺服驱动器速度信号来自于模拟量发生电路板(F/V),0—5V(好像是电压信号,时间太长不太确定了),估计是由PLC高速计数模块输出频率(或脉冲)信号,模拟量发生板只是用于频率/电压变换(这个没有详细研究,不确定)。


这个就是F/V板:

更换这个板卡异常困难,因为参数是需要上面那4个电位器来调节的,调节的时候是用万用表测量一些测试点的电压值。这活我干不了,只有一个维修人员能干。老实说,那个年代的东西真的还是落后了。


伺服驱动器使用旋转变压器提供电机闭环信号,光电编码器提供机械设备速度反馈信号。


这货打开看了,做工真的不错。老牌的日不落帝国,那工业基础真的很雄厚。


伺服控制如下图:



故障表现:伺服电机温度高,有噪音(噪音不随速度变化),机械装置低速运行不稳定,有抖动,但由于低速时是处于加、减速过程中,不便于观察。低速抖动带来生产不稳定,产品品质降低。高速运行时未发现抖动(速度快肉眼根本看不清楚,凭借负载判断)。


检查过程:


1.1,失电状态下转动伺服电机,正反向运转灵活无卡滞。

1.2,询问客户厂长是否检查了伺服电机与减速机连接轴,回答已经检查,完好。

1.3,怀疑负载过大,低速下导致抖动。检查负载各轴承温度正常,其它负荷难以判断。断开一根负载连接轴,完全切断,带50%负载,故障仍然。

1.4,怀疑系统刚性不足,检查机械各个连接部位未发现异常,各连接皮带进一步加大张力。故障依旧。

1.5,示波表测试伺服电机速度给定0—5V模拟信号,发现有210Hz 正弦信号叠加,很严重。外接各容量电容,希望滤出干扰,未果。

1.6,怀疑F/V板电路自激,检查F/V板上各电容,当重新安装一个电容后自激消失,电机噪音消除,低速稳定性明显有较大好转。

 

继续运行若干天,低速抖动又恶化,又开始影响生产质量。


2.1怀疑F/V板给定模拟速度信号低速不稳定,对换F/V板,仍然依旧。

2.2,用示波器对伺服器输入速度模拟信号录波,观察减速信号没有发现问题。

2.3,对旋转变压器激励和反馈信号测试,没有发现问题。

2.4,怀疑伺服参数有误,调整对应参数,仍然依旧。

2.5,对换一台伺服驱动器,故障现象仍然依旧。

2.6,最后没有办法,准备对换伺服电机,一拆除伺服电机问题就清楚了。

 

伺服电机轴申端键槽已经损坏得不成样子,键销已经磨变形。


出理方法:把伺服电机轴申端和减速机重新加工键槽,键销。


出理结果:伺服电机、负载低速运行稳定,无抖动,生产恢复正常。


故障原因分析:由于伺服电机已经运行20年,轴申端与减速机键槽出现磨损,有松动。F/V板出现210Hz自激后,也就是每秒钟都有210次的加、减速冲击过程(电机端能听到这个噪音),加速连接键槽磨损。自激消除后低速抖度有缓解,但随后几天键槽连接情况加速恶化,最后对于伺服电机来说,就是负载刚性不足,导致低速抖动。高速时由于速度快,负载转动惯量大,这种抖动对生产影响较小,不易察觉。


客户最开始拆除过伺服电机,为什么没有发现问题?因为最开始这个问题还不严重,客户对伺服电机认识不足,觉得键槽稍有点松,是属于间歇配合,没什么影响,属于正常。我到现场有只问了一句,既然没有发现问题,我也就忽略了。其实最开始就怀疑是系统钢性不足,没有找到问题根源。


这个故障最后暴露,第一次在现场花了半天,第二次花了24小时。

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