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永磁同步伺服電機(jī)調(diào)零技術(shù)介紹
發(fā)布時(shí)間：2021-11-29 17:51:10 1528人看過(guò) 字號(hào)：大 中 小
1 調(diào)零工作需準(zhǔn)備材料
（1）旋轉(zhuǎn)變壓器角度測(cè)量?jī)x器1臺(tái)。
（2）直流24V電源，1塊，（輸入電壓AC 220V；輸出電壓DC 24V；輸出電流10-15A具體根據(jù)負(fù)載情況確定）。
（3）BV-500V-1.5mm2導(dǎo)線若干。
（4）限流電阻0.5-3Ω左右，1只（若無(wú)限流電阻可以用增加導(dǎo)線長(zhǎng)度或螺栓代替）；
（5）數(shù)字萬(wàn)用表1塊。
（6）額定電流10A或16A空氣開(kāi)關(guān)1個(gè)；4A空開(kāi)2個(gè)。
（7）交流220V 16A插排1個(gè)。
（8）伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器零點(diǎn)已動(dòng)時(shí)，需準(zhǔn)備同型號(hào)且性能完好的伺服電機(jī)1臺(tái)。
（9）一字、+字小口螺絲刀各1只。
（10）內(nèi)六方，1套。
2 伺服電機(jī)調(diào)零接線
2.1按供電回路圖接線
圖1供電回路圖
按圖1供電回路圖，完成相關(guān)設(shè)備的電源接線。接線后暫時(shí)不送電，根據(jù)調(diào)試步驟進(jìn)行送電。
2.2旋轉(zhuǎn)變壓器接線
旋轉(zhuǎn)變壓器與旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x按圖2完成接線[1]。
圖2 旋轉(zhuǎn)變壓器與角度測(cè)量?jī)x接線圖
必須確保旋轉(zhuǎn)變壓器與旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x之間的接線正確，否則有將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。必要時(shí)查看伺服電機(jī)說(shuō)明書(shū)，以確保接線正確。
3 伺服電機(jī)調(diào)零方法
3.1檢查旋轉(zhuǎn)變壓器
（1）按圖1、圖2完成設(shè)備接線。
（2）送上AC 220V電源。
（3）合上QF3旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x電源空氣開(kāi)關(guān)，給伺服調(diào)零儀供電。
（4）合上QF1伺服電機(jī)抱閘電源空氣開(kāi)關(guān)，給抱閘送電。
（5）檢查確認(rèn)伺服電機(jī)抱閘已松開(kāi)，旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x數(shù)碼管顯示當(dāng)前角度值。
（6）緩慢均勻旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈，觀察旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x是否隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而均勻的0-359.9度范圍內(nèi)變化。
（6）如果旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x沒(méi)有亂閃或跳動(dòng)，可以確認(rèn)旋轉(zhuǎn)變壓器完好，可以開(kāi)
展下一步調(diào)零工作。
（7）如果旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x亂閃或跳動(dòng)，則判斷換旋轉(zhuǎn)變壓器故障，需更換性能完好旋轉(zhuǎn)變壓器后進(jìn)行調(diào)零。
3.2限流電阻的選擇及定子繞組的電流計(jì)算
（1）伺服電機(jī)U、V定子繞組通入直流電，定子形成磁極吸引轉(zhuǎn)子永磁極，為伺服電機(jī)找機(jī)械零點(diǎn)提供磁場(chǎng)。
（2）通過(guò)定子繞組的直流電流一般為伺服電機(jī)額定銘牌最大電流Imax的20%-50%，通過(guò)電流不允許超過(guò)伺服電銘牌標(biāo)注的最大電流值Imax。
（3）如果限流電阻選擇過(guò)大，通入定子繞組的直流電流較小，定子磁極無(wú)法固定轉(zhuǎn)子磁極，無(wú)法自動(dòng)找到伺服電機(jī)機(jī)械零點(diǎn)。
（4）電機(jī)定子繞組通過(guò)直流電流的計(jì)算方法；停交流220V電源后，拆開(kāi)直流24V電源裝置+、-輸出側(cè)導(dǎo)線測(cè)量回路電阻值（包括導(dǎo)線阻值、限流電阻阻值、電機(jī)阻值）。根據(jù)公式I=U/R，計(jì)算出通過(guò)伺服電機(jī)U、V的直流電流值。
（6）某公司這臺(tái)伺服電機(jī)，測(cè)量U、V電機(jī)繞組回路電阻值2.2Ω，串入0.5Ω的熱浸鋅螺栓代替限流電阻，回路總電阻2.7Ω，計(jì)算通過(guò)電機(jī)U、V箱繞組的直流電流24V/2.7Ω≈8.8A，電銘牌最大電流值Imax=40A,通過(guò)直流電流占伺服電機(jī)最大電流Imax的22%。
3.3正常伺服電機(jī)零點(diǎn)數(shù)據(jù)測(cè)量
正常運(yùn)行的伺服電機(jī)檢修前或需要檢修的伺服電機(jī)機(jī)械零點(diǎn)位置發(fā)生移動(dòng)，需要找同型號(hào)性能完好的伺服電機(jī)對(duì)其測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器機(jī)械零點(diǎn)和伺服電機(jī)機(jī)械零點(diǎn)，為伺服電機(jī)檢修后調(diào)零準(zhǔn)備參考點(diǎn)。
（1）按圖1、圖2完成設(shè)備接線。
（2）送上AC 220V電源。
（3）合上QF3伺服電機(jī)調(diào)零電源空氣開(kāi)關(guān)，旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示通電正常；
（4）合上QF1空氣開(kāi)關(guān)，伺服電機(jī)抱閘得電松開(kāi)；
（4）通過(guò)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子，調(diào)至旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示“0.0”度，找到旋轉(zhuǎn)變壓器的機(jī)械零點(diǎn)，如圖3。
圖3 變壓器機(jī)械零點(diǎn)0.0
（5）合上QF2空氣開(kāi)關(guān)，電機(jī)定子繞組U、V通入直流電，電機(jī)轉(zhuǎn)子自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度并把轉(zhuǎn)子抱死，找到伺服電機(jī)的機(jī)械零點(diǎn)，記錄下該型號(hào)電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器機(jī)械零點(diǎn)與伺服電機(jī)機(jī)械零點(diǎn)的偏差角度“310.3”度，如圖4。
圖4偏差角度310.3
（6）如果伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子如果沒(méi)有自動(dòng)抱死，說(shuō)明通入定子繞組的直流電流偏小，形成的磁場(chǎng)力無(wú)法固定轉(zhuǎn)子磁極。應(yīng)逐步試著逐步減少限流電阻的阻值，增加通入電機(jī)U、V相繞組之間的電流值，直至通入直流電后電機(jī)轉(zhuǎn)子能自動(dòng)鎖死為止。通入的直流電流，最大不能超過(guò)電機(jī)的允許電流Imax。
（7）旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子，再次調(diào)至旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示“0.0”度。
（8）再次，合上QF2空氣開(kāi)關(guān)，給伺服電機(jī)U、V相繞組通入直流24V電源。這時(shí)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子自動(dòng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度并把轉(zhuǎn)子鎖“死”，旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x如圖4顯示“310.3”度。310.3度是同型號(hào)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器機(jī)械零點(diǎn)與伺服電機(jī)機(jī)械零點(diǎn)角度出廠偏差值。
3.4永磁同步伺服電機(jī)調(diào)零
（1）把需要調(diào)零點(diǎn)的伺服電機(jī)按圖1、圖2完成接線。
（2）送上交流220V電源。
（3）合上QF3伺服電機(jī)定子繞組電源空氣開(kāi)關(guān)，旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示通電正常。
（4）合上QF1空氣開(kāi)關(guān)，伺服電機(jī)抱閘得電松開(kāi)。
（5）旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子，不斷調(diào)整旋轉(zhuǎn)變壓器輸出角度，至旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示0.0度，找到旋轉(zhuǎn)變壓器的零點(diǎn)，如圖3所示。
（6）合上QF2空氣開(kāi)關(guān)，給伺服電機(jī)U、V相繞組通入直流電機(jī)，這時(shí)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后自動(dòng)把伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子抱死，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，找到伺服電機(jī)的機(jī)械零點(diǎn)。
（7）松開(kāi)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器左右兩側(cè)固定螺栓，如圖5所示。
圖5 松開(kāi)旋轉(zhuǎn)變壓器固定螺栓
（8）試著左右轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器，如圖6所示。
圖6轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器
調(diào)至旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示310.3度，這時(shí)該伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器機(jī)械零點(diǎn)與電機(jī)
的機(jī)械零點(diǎn)偏差角度回復(fù)出廠值，如圖4所示。
（9）緊固旋轉(zhuǎn)變壓器左右兩個(gè)固定螺栓。固定旋轉(zhuǎn)變壓器的過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)變壓器角度很容易變動(dòng)，所以要求兩人同時(shí)工作，一人往里面按住旋轉(zhuǎn)變壓器；一人緊固旋轉(zhuǎn)變壓器固定螺栓。緊固時(shí)，盡量左右兩側(cè)均衡緊固；不要把一個(gè)螺栓緊固到位，再緊固另一個(gè)螺栓，如圖7所示。
圖7 固定旋轉(zhuǎn)變壓器
（10）拉開(kāi)QF2空氣開(kāi)關(guān)，把定子繞組U、V相繞組直流電源切斷；轉(zhuǎn)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子至旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示0.0。
(11)合上QF2空氣開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)子自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，并鎖死。檢查旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x是顯示“310.3”度，伺服電機(jī)調(diào)零工作結(jié)束，該伺服電機(jī)零點(diǎn)已回復(fù)出廠值。
（12）如果旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x顯示偏離“310.3”，則按上述1-11步驟反復(fù)調(diào)試，直至3次以上合上QF2給伺服電機(jī)U、V繞組通道后旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x均顯示與正常伺服電機(jī)顯示角度一致“310.3”度，伺服電機(jī)調(diào)零工作就了。該伺服電機(jī)零點(diǎn)已恢復(fù)出廠值，該電機(jī)可以正常使用了。
4 總結(jié)
永磁同步伺服電機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)包括定子、和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子上安裝永磁體）兩個(gè)部分；旋轉(zhuǎn)變壓器，其基本結(jié)構(gòu)也是包括定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)部分，旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子固定在伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子上。
本技術(shù)是利用旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)動(dòng)角度的原理及磁極異性相吸的原理，完成了永磁同步伺服電機(jī)調(diào)零工作。首先，通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x找到同型號(hào)性能完好的永磁同步伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器機(jī)械零點(diǎn)，通過(guò)伺服電機(jī)定子U/V兩相繞組通入足夠大的直流電后形成的固定磁極與吸引轉(zhuǎn)子磁極，依靠吸力把轉(zhuǎn)子牢牢固定，這時(shí)是旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量?jī)x會(huì)顯示一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度值。這個(gè)偏轉(zhuǎn)角度值就是永磁同步伺服電機(jī)調(diào)零點(diǎn)參考依據(jù)。然后，確定需要調(diào)零永磁同步伺服電機(jī)的機(jī)械零點(diǎn)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器機(jī)械零點(diǎn)與伺服電機(jī)機(jī)械零點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)角度值，定位旋轉(zhuǎn)變壓器的位置。最后，再對(duì)調(diào)整后的永磁同步伺服電機(jī)按正常永磁伺服電機(jī)的檢測(cè)方法進(jìn)行復(fù)測(cè)，經(jīng)過(guò)反復(fù)多次調(diào)整、復(fù)測(cè)后恢復(fù)永磁同步伺服電機(jī)出廠時(shí)的零點(diǎn)值，這樣就完成了永磁同步伺服電機(jī)的調(diào)零工作。
外委維修一臺(tái)永磁同步伺服電機(jī)，維修費(fèi)用約2000-3000元，維修費(fèi)用較高。購(gòu)買一臺(tái)旋轉(zhuǎn)變壓器角度檢測(cè)儀市場(chǎng)價(jià)不足1000元，兩位維修電工一個(gè)上午就可以完成
1-2臺(tái)伺服電機(jī)調(diào)零點(diǎn)工作。掌握永磁同步伺服電機(jī)調(diào)零技術(shù)后，通過(guò)自主維修大大降低伺服電機(jī)維修費(fèi)用。通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器角度測(cè)量?jī)x實(shí)現(xiàn)永磁伺服電機(jī)調(diào)零點(diǎn)的技術(shù)，操作簡(jiǎn)單、方便，在永磁同步伺服電機(jī)維修方面具有極大的實(shí)用推廣價(jià)值。把該項(xiàng)技術(shù)獻(xiàn)給需要了解永磁同步伺服電機(jī)調(diào)零工作的工程技術(shù)人員，僅供參考。由于作者水平有限，文中不當(dāng)之處，懇請(qǐng)給予批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃志堅(jiān).電氣伺服控制技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版設(shè)，2018-188.
作者簡(jiǎn)介
1. 姓名：龐忠；
2. 出生年份：1974年；
3. 性別：男；
4. 籍貫：山東省 棗莊市 滕州市；
5. 畢業(yè)學(xué)校及專業(yè)：山東理工大學(xué) 電氣工程及自動(dòng)化專業(yè) 本科；
6. 公司名稱：聯(lián)泓新材料科技股份有限公司；
7. 職稱：高級(jí)工程師；
8. 職務(wù)：高級(jí)電氣經(jīng)理；
9. 研究方向:主要從事化工廠電氣設(shè)備運(yùn)行與電氣設(shè)備檢修技術(shù)管理工作;
10. 聯(lián)系方式：山東省滕州市木石鎮(zhèn)魯南高科技化工園區(qū) 聯(lián)泓新材料科技股份有限公司 277527 龐忠18769278796
11. 郵箱： sdtzpz@sina.com或pangzhong@levima.cn
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