伺服驱动器的过流故障与过电压故障，伺服驱动器的常见故障维修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。
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。
驱动器调试过程过电压过电流是两个比较常见的故障，下面就这两个故障做些分析，更好的帮助调试人掌握故障的基理及产生的原因，能够较快的了解故障点排除故障，让设备能尽早投入运行。
1、过电压故障：这里所指的电压常指直流母线电压，图一是常见市场驱动器主回路电路，P和N之间的电压就是直流母线电压。
直流母线电压的读取，驱动器CPU无法读取很高的电压，所以必需得通过电路转化将高电压转化为CPU可以读取的低电压，常见的有变压器输出读取法和电阻降压读取法，见图二，图三。
从上述原理图分析，过电压产生第一种是种种原因造成的驱动器C和D之间电压高于额
ASD伺服常见问题处理方式 1,伺服驱动器输出到电机的UVW三相是否可以互换？ 不可以，伺服驱动器到电机UVW的接法是唯一的。普通异步电机输入电源UVW两相互换时电机会反转，事实上伺服电机UVW任意两相互换电机也会反转，但是伺服电机是有反馈装置的，这样就出现正反馈会导致电机飞车。伺服驱动器会检测并防止飞车，因此在UVW接错线后我们看到的现象是电机以很快的速度转过一个角度然后报警过负载ALE06。 2,伺服电机为何要Servo on之后才可以动作？ 伺服驱动器并不是在通电后就会输出电流到电机，因此电机是处于放松的状态（手可以转动电机轴）。伺服驱动器接收到Servo on信号后会输出电流到电机，让电机处于一种电气保持的状态，此时才可以接收指令去动作，没有收到指令时是不会动作的即使有外力介入（手转不动电机轴），这样伺服电机才能实现精确定位。 3,伺服驱动器报警ALE01如何处理？ 检查UVW线是否有短路。如果把UVW线与驱动器断开再通电仍然出现ALE01则是驱动器硬件故障。 4,ALE02过电压/ALE03低电压报警发生时如何处理？ 首先使用万用表测量输入电压是否在允许范围内；再次是通过驱动器或伺服软件示波器监视“主回路电压”，这是直流母线电压，电压伏数应该是输入交流电压的1.414倍，正常来讲应该不会有太大的偏差。如果偏差很大需返厂重新校准。ALE02/ALE03报警是以“主回路电压”来判断的。 5,在高速运行时机台在中途有很明显的一钝，观察发现是中途有ALE03报警产生，但是一闪就消失了，如何解决这个问题？ 在高速运行时会消耗很大能量，母线电压会下降，如果输入电压偏低此时就会出现ALE03报警。报警发生时伺服马上停止，母线电压恢复正常，报警自动消失，伺服会继续运行，因此看起来就是明显的一钝。这种情况多发生在使用单相电源供电时，建议主回路使用三相电源供电。参数P2-65 bit12置ON可使ALE03报警发生时，母线电压恢复后报警不会自动消失。 6,伺服驱动器报警ALE04如何处理？ AB系列伺服驱动器配ECMA马达时功率不匹配上电会报警ALE04，除这种情况外刚一上电就报警ALE04就是电机编码器故障。如果在使用过程中出现ALE04报警是因为编码器信号被干扰，请查看编码器线是否是屏蔽双绞、驱动器与电机间地线是否连接，或者在编码器线上套磁环。通过ALE04.EXE软件可以监测每次Z脉冲位置AB脉冲计数是否变化，有变化则会报
安川伺服驱动器的常用故障代码 A.00 绝对值数据错绝对值错误或没收到 A.02 参数中断用户参数检测不到 A.04 参数设置错误用户参数设置超出允许值 A.10 过流电源变压器过流 A.30 再生电路检查错误再生电路检查错误 A.31 位置错误脉冲溢出位置错误,脉冲超出参数Cn-1E设定值 A.40 主电路电压错误主电路电压出错 A.51 过速电机转速过快 A.71 过载(大负载) 电机几秒至几十秒过载运行 A.72 过载(小负载) 电机过载下连续运行 A.80 绝对值编码器差错绝对值编码器每转脉冲数出错ssszxx f A.81 绝对值编码器失效绝对值编码器电源不正常 A.82 绝对值编码器检测错误绝对值编码器检测不正常 A.83 绝对值编码器电池错误绝对值编码器电池电压不正常 A.84 绝对值编码器数据不对绝对值编码器数据接受不正常 A.85 绝对值编码器转速过高电机转速超过400转/分后编码器打开 A.A1 过热驱动器过热 A.B1 给定输入错误伺服驱动器CPU检测给定信号错误 A.C1 伺服过运行伺服电机(编码器)失控 A.C2 编码器输出相位错误编码器输出A、B、C相位出错 A.C3 编码器A相B相断路编码器A相B相没接 A.C4 编码器C相断路编码器C相没接 A.F1 电源缺相主电源一相没接 A.F3 电源失电电源被切断 CPF00 手持传输错误1 通电5秒后,手持与连接仍不对 CPF01 手持传输错误2 传输发生5次以上错误 A.99 无错误操作状态不正常 安川伺服报警代码 报警代码报警名称主要内容 A.00 绝对值数据错误不能接受绝对值数据或接受的绝对值数据异常A.02 参数破坏用户常数的“和数校验”结果异常 A.04 用户常数设定错误设定的“用户常数”超过设定范围 A.10 电流过大功率晶体管电流过大 A.30 测出再生异常再生处理回路异常 A.31 位置偏差脉冲溢出位置偏差脉冲超出了用户常数“溢出(Cn-1E)”的值
伺服电机的工作原理图 伺服电机工作原理——伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。 1、永磁交流伺服系统具有以下等优点： （1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单； （2）定子绕组散热快； (3)惯量小，易提高系统的快速性； （4）适应于高速大力矩工作状态； （5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2、交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。 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，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、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。
伺服驱动器常见故障的原因及对策 伺服驱动器由于长时间的使用，难免会出现故障，最重要的是及时查找出原因，对应解决故障，及早恢复正常使用。小编在这整理伺服驱动器常见的故障原因及对策供大家参考。 1、伺服电机在有脉冲输出时不运转，如何处理 ①监视控制器的脉冲输出当前值以及脉冲输出灯是否闪烁，确认指令脉冲已经执行并已经正常输出脉冲; ②检查控制器到驱动器的控制电缆，动力电缆，编码器电缆是否配线错误，破损或者接触不良; ③检查带制动器的伺服电机其制动器是否已经打开; ④监视伺服驱动器的面板确认脉冲指令是否输入; ⑤ Run运行指令正常; ⑥控制模式务必选择位置控制模式; ⑦伺服驱动器设置的输入脉冲类型和指令脉冲的设置是否一致; ⑧确保正转侧驱动禁止，反转侧驱动禁止信号以及偏差计数器复位信号没有被输入，脱开负载并且空载运行正常，检查机械系统。 2、伺服电机高速旋转时出现电机偏差计数器溢出错误，如何处理 ①高速旋转时发生电机偏差计数器溢出错误; 对策： 检查电机动力电缆和编码器电缆的配线是否正确，电缆是否有破损。 ②输入较长指令脉冲时发生电机偏差计数器溢出错误; 对策： a.增益设置太大，重新手动调整增益或使用自动调整增益功能; b.延长加减速时间; c.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负荷能力。 ③运行过程中发生电机偏差计数器溢出错误。 对策： a.增大偏差计数器溢出水平设定值; b.减慢旋转速度; c.延长加减速时间; d.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负载能力。 3、伺服电机做位置控制定位不准，如何处理 ①首先确认控制器实际发出的脉冲当前值是否和预想的一致，如不一致则检查并修正程序; ②监视伺服驱动器接收到的脉冲指令个数是否和控制器发出的一致，如不一致则检查控制线电缆; ③检查伺服指令脉冲模式的设置是否和控制器设置得一致，如CW/CCW还是脉冲+方向; ④伺服增益设置太大，尝试重新用手动或自动方式调整伺服增益; ⑤伺服电机在进行往复运动时易产生累积误差，建议在工艺允许的条件下设置一个机械原点信号，在误差超出允许范围之前进行原点搜索操作; ⑥机械系统本身精度不高或传动机构有异常(如伺服电机和设备系统间的联轴器部发生偏移等)。 4、伺服电机做位置控制运行报超速故障，如何处理
三相交流伺服应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障扩大，保证设备正常运行的一项重要的工作。 一、通电后伺服电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。 1.故障原因 ① 未通（至少两相未通）； ② 熔丝熔断（至少两相熔断）； ③ 过流继电器调得过小； ④ 控制设备接线错误。 2.故障排除 ① 检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复； ② 检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝； ③ 调节继电器整定值与电动机配合； ④ 改正接线。 二、通电后伺服电动机不转有嗡嗡声 1.故障原因
① 转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电； ② 绕组引出线始末端接错或绕组内部接反； ③ 电源回路接点松动，接触电阻大； ④ 电动机负载过大或转子卡住； ⑤ 电源电压过低； ⑥ 小型电动机装配太紧或内油脂过硬； ⑦轴承卡住。 2. 故障排除 ① 查明断点予以修复； ② 检查绕组极性；判断绕组末端是否正确； ③ 紧固松动的接线螺丝，用判断各接头是否假接，予以修复； ④ 减载或查出并消除机械故障， ⑤ 检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正， ⑥ 重新装配使之灵活；更换合格油脂； ⑦ 修复轴承。 三、伺服电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多 1.故障原因 ① 电源电压过低； ② 面接法电机误接； ③ 转子开焊或断裂；
④ 转子局部线圈错接、接反； ⑤ 修复电机绕组时增加匝数过多； ⑥ 电机过载。 2.故障排除 ① 测量电源电压，设法改善； ② 纠正接法； ③ 检查开焊和断点并修复； ④ 查出误接处予以改正； ⑤ 恢复正确匝数； ⑥ 减载。 四、伺服电动机空载电流不平衡，三相相差大 1.故障原因 ① 绕组首尾端接错； ② 电源电压不平衡； ③ 绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。 2.故障排除 ① 检查并纠正； ② 测量电源电压，设法消除不平衡； ③ 消除绕组故障。 五、伺服电动机运行时响声不正常有异响
C204：（伺服电机编码器接头接触不好） C601： C602：回零故障。 （将S-0-0288显示出来的数值写到S-0-0289上即可解决） E257：直流限制功能发生作用。说明驱动器超载。 （青岛二厂新两鼓成型机径向后压辊电机通电后出现自激吱吱声，一会驱动器便出现报警参数E257，随后又出现F219。最后查原因是电机三相相序接错了） E410：不能随动或扫描0# 地址。 F219：电机过热关断。 F220: 负载势能超出伺服驱动器吸收能力。 （青岛二厂老厂18V两鼓成型机在进行第十一步侧压辊反包滚压动作时，主鼓在侧压辊反包滚压动作结束、旋转停止时，主轴伺服驱动器报警F220。而在其它正、反转动作时则没有问题。将S-0-0100参数由原来的4﹒5改变为10；将S-0-0101参数由7改变为5后将问题解决。小魏说：如果再不能解决问题，也可用将各个驱动器上顶部的L1和L2两个端子点分别串联在一起的方法加以解决） F228：过分偏差。 （青岛二厂新两鼓成型机调试时主机鼓伺服曾经出现过这个报警，查其原因是连接编码器的齿型带过于松弛，信号跳动变化太大所致。主机机械制动闸脱离不干净或机械旋转系统捌劲，也会出现这个报警。用加大S-0-0159的值加以解决） F237：设定的位置或速度值超出系统（伺服驱动器）允许的最大值。 （青岛黄海橡胶集团公司新厂19V两鼓成型机试车时在后压辊径向伺服驱动器上曾经出现过这个报警信号，表现为后压辊径向运转速度非常的慢。就象是齿数比给定的不对一样。但将伺服参数再次拷贝（F5）一遍就好了） (在调试上海载重轮胎厂工业胎成型机时,当从DriveTop看完主机驱动参数将其关闭后,成型鼓正转有且正常,而反转没有,一起动便出现F237报警.经查看是S_393<控制值方式为模数格式>的最后一位由0变为1所致.复原为0便好了) F434: 紧急停止.伺服驱动器紧急停止功能起动. F822：伺服电机编码器信号没有或太小。 F878：速度环出错。 （青岛二厂新两鼓成型机调试时主机鼓伺服曾经出现过这个报警，查其原因是连接主鼓电机和主鼓轴的齿型带太松弛，转动时齿型带跳动，跳齿时电机有时过载所致。 排除机械问题外，用增加点C-0018参数值或减少点C-0017参数值解决。 当旋转轴力矩不够时，如电机慢速动作正常，转换快速旋转时却转动不起开，伺服驱动器显示出F878。用适当增加S100值，减少S101值来解决问题） F2820 = F220: 制动电阻过载. (上海载重如皋轮胎厂23V大两鼓工程胎试车时突然出现报警,主鼓驱动器出现F2820 按复位钮后报警解除.可以点动主鼓正反转.但过了一会后报警会再次出现,即使不转动主鼓.后查得是外接电阻器<正常阻值5Ω>连接线断路所致. 如果是在刚刚开使试车出现此报警则应先加大速度循环时间[如P04速度环滤波时间<滤波周期>]常数和降低轴最高转速S91试一试)
伺服电机和伺服驱动器的使用介绍 一、伺服电机? 伺服驱动器的控制原理 伺服电机和伺服驱动器是一个有机的整体，伺服电动机的运行性能是电动机及其驱动器二者配合所反映的综合效果。 1、永磁式同步伺服电动机的基本结构 图1为一台8极的永磁式同步伺服电动机结构截面图，其定子为硅钢片叠成的铁芯和三相绕组，转子是由高矫顽力稀土磁性材料（例如钕铁錋）制成的磁极。为了检测转子磁极的位置，在电动机非负载端的端盖外面还安装上光电编码器。驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 图1 永磁式同步伺服电动机的结构 图2 所示为一个两极的永磁式同步电机工作示意图，当定子绕组通上交流电源后，就产生一旋转磁场，在图中以一对旋转磁极N、S表示。当定子磁场以同步速n1逆时针方向旋转时，根据异性相吸的原理，定子旋转磁极就吸引转子磁极，带动转子一起旋转，转子的旋转速度与定子磁场的旋转速度（同步转速n1）相等。当电机转子上的负载转矩增大时，定、转子磁极轴线间的夹角θ就相应增大，导致穿过各定子绕组平面法线方向的磁通量减少，定子绕组感应电动势随之减小，而使定子电流增大，直到恢复电源电压与定子绕组感应电动势的平衡。这时电磁转矩也相应增大，最后达到新的稳定状态，定、转子磁极轴线间的夹角θ称为功率角。虽然夹角θ会随负载的变化而改变，但只要负载不超过某一极限，转子就始终跟着定子旋转磁场以同步转速n1转动，即转子的转速为： （1-1）
图 2 永磁同步电动机的工作原理 电磁转矩与定子电流大小的关系并不是一个线性关系。事实上，只有定子旋转磁极对转子磁极的切向吸力才能产生带动转子旋转的电磁力矩。因此，可把定子电流所产生的磁势分解为两个方向的分量，沿着转子磁极方向的为直轴（或称d轴）分量，与转子磁极方向正交的为交轴（或称q轴）分量。显然，只有q轴分量才能产生电磁转矩。 由此可见，不能简单地通过调节定子电流来控制电磁转矩，而是要根据定、转子磁极轴线间的夹角θ确定定子电流磁势的q轴和d轴分量的方向和幅值，进而分别对q 轴分量和d轴分量加以控制，才能实现电磁转矩的控制。这种按励磁磁场方向对定子电流磁势定向再行控制的方法称为“磁场定向”的矢量控制。 2、位置控制模式下的伺服系统是一个三闭环控制系统，两个内环分别是电流环和速度环。 图 3 ? 稳态误差接近为零； ? 动态：在偏差信号作用下驱动电机加速或减速。
FANUC交流伺服驱动系统故障维修举例 例244~245．加工过程中出现过热报警的故障维修 例244．故障现象：某配套FANUC 0T MATE系统的数控车床，在加工过程中，经常出现伺服电动机过热报警。 分析与处理过程：本机床伺服驱动器采用的是FANUC S系列伺服驱动器，当报警时，触摸伺服电动机温度在正常的围，实际电动机无过熟现象。所以引起故障的原因应是伺服驱动器的温度检测电路故障或是过热检测热敏电阻的不良。 通过短接伺服电动机的过热检测热敏电阻触点，再次开机进行加工试验，经长时间运行，故障消失，证明电动机过热是由于过热检测热敏电阻不良引起的，在无替换元件的条件下，可以暂时将其触点短接，使其系统正常工作。 例245．故障现象：某配套FANUC 0T MATE系统的数控车床，在加工过程中，经常出现X轴伺服电动机过热报警。 分析与处理过程：故障分析过程同上例，经检查X轴伺服电动机外表温度过高，事实上存在过热现象。 测量伺服电动机空载工作电流，发现其值超过了正常的围。测量各电枢绕组的电阻，发现A相对地局部短路；拆开电动机检查发现，由于电动机的防护不当，在加工时冷却液进入了电动机，使电动机绕阻对地短路。修理电动机后，机床恢复正常。 例246．驱动器出现OVC报警的故障维修 故障现象：某配套FANUC 0T-C系统、采用FANUC S系列伺服驱动的数控车床，手动运动X轴时，伺服电动机不转，系统显示ALM414报警。 分析与处理过程：FANUC 0T-C出现ALM 414报警的含义是“X轴数字伺服报警”，通过检查系统诊断参数DGN720~723，发现其中DGN720 bit5=l，故可以确定本机床故障原因是X轴OVC(过电流)报警。 分析造成故障的原因很多，但维修时最常见的是伺服电动机的制动器未松开。 在本机床上，由于采用斜床身布局，所以X轴伺服电动机上带有制动器，以防止停电时的下滑。经检查，本机床故障的原因确是制动器未松开：根据原理图和系统信号的状态诊断分析，故障是由于中间继电器的触点不良造成的，更换继电器后机床恢复正常。 例247~例248．参数设定错误引起的故障维修 例247．故障现象：某配套FANUC 0TD系统的二手数控车床，配套FANUC子α系列数字伺服，开机后，系统显示ALM417、427报警。 分析与处理过程：FANUC 0TD出现ALM 417、427报警的含义是“数字伺服参数设定错误”。 由于机床为二手设备，调试时发现系统的电池已经遗失，因此，系统的参数都在不同程度上存在错误。进一步检查系统主板，发现主板上的报警指示灯L1、L2亮，驱动器显示“-”，表明驱动器未准备好。 根据系统报警ALM417、427可以确定，引起报警可能的原因有： 1)电动机型号参数8*20设定错误。 2)电动机的转向参数8*22设定错误。 3)速度反馈脉冲参数8*23设定错误。 4)位置反馈脉冲参数8*24设定错误。
目录 一、伺服驱动概述 (1) 二、本产品特性 (2) 三、电路原理图及PCB版图 (4) 四、电路功能模块分析 (4) 五、焊接（附元件清单） (14)
一．伺服驱动概述 1. 伺服电机的概念 伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，作为一种执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器，直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。 2.伺服电机分类 普通直流伺服电动机 直流伺服电机低惯量直流伺服电动机 直流力矩电动机 3. 控制系统对伺服电动机的基本要求 宽广的调速范围 机械特性和调节特性均为线性 无“自转”现象 快速响应 控制功率小、重量轻、体积小等。 4. 直流伺服电机的基本特性 （1）机械特性在输入的电枢电压Ua保持不变时，电机的转速n随电磁转矩M变化而变化的规律，称直流电机的机械特性 （2）调节特性直流电机在一定的电磁转矩M（或负载转矩）下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律，被称为直流电机的调节特性 （3）动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在一个过渡过程，这就是直流电机的动态特性。 5. 直流伺服电机的驱动原理 伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷直流伺服电机电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况，效率很高，运行温度低噪音小，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境
伺服电机常见故障 伺服电机常见故障： 1、电机为什么产生轴电流？ 电机的轴—轴承座—底座回路中电流称为轴电流轴电流的产生原因：1) 磁场不对称2) 供电电流中有偕波3) 制造、安装不好，由于转子偏心造成气隙不匀4) 可拆式定子铁心两个半圆有缝隙5) 有扇形叠成式的定子铁心的拼片数目选择不合适危害：使电机轴承表面或滚珠受到侵蚀，形成点状微孔，使轴承运转性能恶化，摩擦损耗和发热增加，最终造成轴承烧毁预防：1）消除脉动磁通和电源偕波（如在变频器输出侧加装交流电抗器）2）电机设计时，将滑动轴承的轴承座和底座绝缘，滚动轴承的外端和端盖绝缘 2、为什么一般电机不能用于高原地区？ 海拔高度对电机温升，电机容量（高压电机）及直流电机的换向均有不利影响应注意以下三方面：1）海拔高，电机温升越大，输出功率越小，但当气温随海拔的升高而降低足以补偿海拔对温升的影响时，电机的额定输出功率可以不变2）高压电机在高原时使用时要采取防电晕措施海拔高度对直流电机换向不利，要注意碳刷材料的选用 3、电机为什么不宜轻载运行 电机轻载运行时会造成：1）电机因数功率低2）电机效率低，会造成设备浪费，运行不经济 4、电机过热的原因有哪些？ 1）负载过大2）缺项3）风道阻塞4）低速运行时间过长5）电源偕波过大 5、久置不用的电机投入前需要做哪些工作？ 1）测量定子，绕阻各项及绕阻对地绝缘电阻绝缘电阴R应满足下式：R>UN/(1000+P/1000) (MΩ) UN:电机绕阻额定电压（V）P:电机功率（KW）对下UN=380V 的电机R>0.38 MΩ 如绝缘电阻低，可： 电机空载运行2—3h烘干 用30%额定电压的低压交流电通入绕阻或将三相绕阻串联后用直流电烘，保持电流在50% 的额定电流 用风机送入热空气或加热元件加热2）清理风机3）更换轴承润滑脂 6、为什么不能任意启动寒冷环境中的电机？ 电机在低温环境中过长会：1）电机绝缘开裂2）轴承润滑脂冻结3）导红接头焊锡粉代因此电机在寒冷环境中应加热保存，在运转应对绕阻和轴承进行检票 7、电机三相电流不平衡的原因有哪些？ 1）三相电压不平衡2）电机内部某相支路焊接不良或接触不好3）电机绕阻匝间短路或对地相间短路4）接线错误8、为什么60HZ的电机不能用接于50HZ的电源？ 电机设计时般使用硅钢片工作时在磁化区线的饱合区，当电源电压一定时，降低频率会使磁通增加，励磁电流增加，导致电机电流增加，铜耕增加，最终导致电机温升增高，严重时还能因线圈过热而烧毁电机 9、电机缺相的原因有哪些？ 电源方面：1）开关接触不良2) 变压器或线路断线3）保险熔断电机方面：1）电机接线盒螺丝松动接触不良2）内部接线焊接不良3）电机绕阻断线 10、造成电机异常振动和声音的原因有哪些？ 机械方面：1）轴承润滑不良，轴承磨损2) 紧固螺钉松动3）电机内有杂物电磁方面：1）电机过载运行2）三相电流不平衡
安川伺服驱动器常用故障代码 A.00 绝对值数据错 绝对值错误或没收到 A.02 参数中断 用户参数检测不到 A.04 参数设置错误 用户参数设置超出允许值 A.10 过流 电源变压器过流 A.30 再生电路检查错误 再生电路检查错误 A.31 位置错误脉冲溢出 位置错误,脉冲超出参数Cn-1E设定值 A.40 主电路电压错误 主电路电压出错 A.51 过速 电机转速过快 A.71 过载(大负载) 电机几秒至几十秒过载运行A.72 过载(小负载) 电机过载下连续运行 A.80 绝对值编码器差错 绝对值编码器每转脉冲数出错ssszxx f A.81 绝对值编码器失效 绝对值编码器电源不正常 A.82 绝对值编码器检测错误 绝对值编码器检测不正常 A.83 绝对值编码器电池错误 绝对值编码器电池电压不正常 A.84 绝对值编码器数据不对 绝对值编码器数据接受不正常 A.85 绝对值编码器转速过高 电机转速超过400转/分后编码器打开 A.A1 过热 驱动器过热 A.B1 给定输入错误
伺服驱动器CPU检测给定信号错误 A.C1 伺服过运行 伺服电机(编码器)失控 A.C2 编码器输出相位错误 编码器输出A、B、C相位出错 A.C3 编码器A相B相断路 编码器A相B相没接 A.C4 编码器C相断路 编码器C相没接 A.F1 电源缺相 主电源一相没接 A.F3 电源失电 电源被切断 CPF00 手持传输错误1 通电5秒后,手持与连接仍不对 CPF01 手持传输错误2 传输发生5次以上错误 A.99 无错误 操作状态不正常 常见故障编码器的大多是连接线或插头，过载大多是电机或丝杠轴承损坏或润滑不到位，首先判断是机械还是电器部分的，从连轴器部分断开如果还有故障显示，则为电器故障，反之则为机械故障。
伺服电机常见故障分析总结 1、电机为什么会产生轴电流？ 电机的轴－－-轴承座－－-底座回路中的电流称为轴电流 轴电流产生的原因： （1）磁场不对称； （2）供电电流中有谐波； （3）制造、安装不好，由于转子偏心造成气隙不匀； （4）可拆式定子铁心两个半圆间有缝隙； （5）有扇形叠成的定子铁心的拼片数目选择不合适。 轴电流危害： 使电机轴承表面或滚珠受到侵蚀，形程点状微孔，使轴承运转性能恶化，摩擦损耗和发热增加，最终造成轴承烧毁。 预防轴电流： （1）消除脉动磁通和电源谐波（如在变频器输出侧加装交流电抗器）； （2）电机设计时，将滑动轴承的轴承座和底座绝缘，滚动轴承的外圈和端盖绝缘。 2、为什么一般电机不能用于高原地区？ 海拔高度对电机温升，电机电晕（高压电机）及直流电机的换向均有不利影响。 应注意以下三方面： （1）海拔高，电机温升越大，输出功率越小。但当气温随海拔的升高而降低足以补偿海拔对温升的影响时，电机的额定输出功率可以不变； （2）高压电机在高原使用时要采取防电晕措施； （3）海拔高度对直流电机换向不利，要注意碳刷材料的选用。 3、电机为什么不宜轻载运行？ 电机轻载运行时，会造成： （1）电机功率因数低； （2）电机效率低。 会造成设备浪费，运行不经济。 4、电机过热的原因有哪些？ （1）负载过大； （2）缺相； （3）风道堵塞； （4）低速运行时间过长； （5）电源谐波过大。 5、久置不用的电机投入前需要做哪些工作？ （1）测量定子、绕组各相间及绕组对地绝缘电阻。 绝缘电阻R应满足下式： R＞Un/(1000+P/1000)(MΩ)
Un：电机绕组额定电压（V） P：电机功率（KW） 对于Un＝380V的电机，R＞0.38MΩ。 如绝缘电阻低，可： a：电机空载运行2～3h烘干； b：用10%额定电压的低压交流电通入绕组或将三相绕组串联后用直流电烘，保持电流在50%的额定电流； c：用风机送入热空气或加热元件加热。 （2）清理电机。 （3）更换轴承润滑脂。 6、为什么不能任意起动寒冷环境中的电机？ 电机在低温环境中过长，会： （1）电机绝缘开裂； （2）轴承润滑脂冻结； （3）导线接头焊锡粉化。 因此，电机在寒冷环境中应加热保存，在运转前应对绕组和轴承进行检查。 7、电机三相电流不平衡的原因有哪些？ （1）三相电压不平衡； （2）电机内部某相支路焊接不良或接触不好； （3）电机绕组匝间短路或对地、相间短路； （4）接线错误。 8、为什么60Hz的电机不能用接于50Hz的电源？ 电机设计时一般使硅钢片工作在磁化曲线的饱合区，当电源电压一定时，降低频率会使磁通增加，励磁电流增加，导致电机电流增加，铜耗增加，最终导致电机温升增高，严重时还可能因线圈过热而烧毁电机。 9、电机缺相的原因有哪些？ 电源方面： （1）开关接触不良； （2）变压器或线路断线； （3）保险熔断。 电机方面： （1）电机接线盒螺丝松动接触不良； （2）内部接线焊接不良； （3）电机绕组断线。 10、造成电机异常振动和声音的原因有哪些？ 机械方面： （1）轴承润滑不良，轴承磨损； （2）紧固螺钉松动； （3）电机内有杂物。
永磁同步伺服电机驱动器原理： 1、引言： 随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交 流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展，使得永磁交流伺服技术有着 长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得永磁交 流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成 了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。永磁交流伺服系统具有以下等优点：（1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单； （2）定子绕组散热快； （3）惯量小，易提高系统的快速性； （4）适应于高速大力矩工作状态； （5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满 足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已 经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方 法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能 的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机 和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器 硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是 国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2、交流永磁伺服系统的基本结构： 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口 单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。其中 伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的 交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于 高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统 的驱动系统所不可比拟的。
1、伺服电机高速旋转时出现电机偏差计数器溢出错误，如何处理? ①高速旋转时发生电机偏差计数器溢出错误; 对策： 检查电机动力电缆和编码器电缆的配线是否正确，电缆是否有破损。 ②输入较长指令脉冲时发生电机偏差计数器溢出错误; 对策： a.增益设置太大，重新手动调整增益或使用自动调整增益功能; b.延长加减速时间; c.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负荷能力。 ③运行过程中发生电机偏差计数器溢出错误。 对策： a.增大偏差计数器溢出水平设定值; b.减慢旋转速度; c.延长加减速时间; d.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负载能力。 2、伺服电机在有脉冲输出时不运转，如何处理?
①监视控制器的脉冲输出当前值以及脉冲输出灯是否闪烁，确认指令脉冲已经执行并已经正常输出脉冲; ②检查控制器到驱动器的控制电缆，动力电缆，编码器电缆是否配线错误，破损或者接触不良; ③检查带制动器的伺服电机其制动器是否已经打开; ④监视伺服驱动器的面板确认脉冲指令是否输入; ⑤Run运行指令正常; ⑥控制模式务必选择位置控制模式; ⑦伺服驱动器设置的输入脉冲类型和指令脉冲的设置是否一致; ⑧确保正转侧驱动禁止，反转侧驱动禁止信号以及偏差计数器复位信号没有被输入，脱开负载并且空载运行正常，检查机械系统。 3、伺服电机没有带负载报过载，如何处理? ①如果是伺服Run(运行)信号一接入并且没有发脉冲的情况下发生： a.检查伺服电机动力电缆配线，检查是否有接触不良或电缆破损; b.如果是带制动器的伺服电机则务必将制动器打开; c.速度回路增益是否设置过大; d.速度回路的积分时间常数是否设置过小。 ②如果伺服只是在运行过程中发生： a.位置回路增益是否设置过大;
伺服驱动器常见故障：无显示、缺相、过流、过压、欠压、过热、过载、接地、参数错误、有显示无输出、模块损坏、报错等； AL 21 RL 21 电源故障，电流过大，驱动器的U、V、W相和驱动器电机之间的连线短路或者U、V、W 相接地 AL 22 RL 22 电源检测异常伺服驱动器和电机不匹配 AL 23 RL 23 电源检测异常伺服驱动器内部电路故障 AL 24 RL 24 电源检测异常 AL 41 RL 41 过载伺服驱动器控制板或电源模块有问题，伺服电机编码器电路故障，驱动器与电机不匹配，伺服电机抱闸没有松开，驱动器和电机UVW相接线不正确，驱动器和电机UVW相接线中一相或全部断开 AL 42 RL 42 过载伺服驱动器控制板或电源模块有问题，伺服电机编码器电路故障，驱动器与电机不匹配，伺服电机抱闸没有松开，驱动器和电机UVW相接线不正确，驱动器和电机UVW相接线中一相或全部断开 AL 43 RL 43 再生故障超过内置再生电阻允许的再生功率，负载惯量过大或导电时间太短，再生电阻断线，外置再生电阻阻抗值太大，驱动器的控制电路故障 AL 51 RL 51 驱动器过热驱动器的温度异常，驱动器内部电路故障 AL 52 RL 52 突入防止电阻过热冲入防止电阻过热，伺服驱动器内部故障，周围温度过高 AL 53 RL 53 DB电阻器过热驱动器内电路故障 AL 54 RL 54 内部过热驱动器内部电路故障 AL 55 RL 55 外部过热伺服驱动器控制板故障 AL 61 RL 61 超电压伺服驱动器控制板故障， AL 62 RL 62 主回路电压过低伺服驱动器内部不良 AL 63 RL 63 主电源缺相3相输入R S T中，1相没有输入 AL 71 RL 71 控制电源的电压下降 AL 72 RL 72 +12V电源下降 AL 81 RL 81 编码器A相B相的脉冲信号异常
伺服电机驱动器的工作原理 伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，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，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。 伺服进给系统的要求 1、调速范围宽 2、定位精度高 3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性 4、快速响应，无超调 为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。 5、低速大转矩，过载能力强 一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载4～6倍而不损坏。 6、可靠性高 要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。 对电机的要求 1、从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 2、电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4～6倍而不损坏。 3、为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。 4、电机应能承受频繁启、制动和反转。 常州丰迪电气有限公司是一家专业生产三相步进电机、交流伺服电机、三相伺服电机、伺服电机驱动器、步进电机驱动器的企业，产品主要用于各类数控机床、医疗机械、包装机械、纺织机械等自动化控制领域。公司技术力量雄厚，生产工艺精湛，电机全部采用优质材料，技术性能和质量指标达到国内同类产品的领先水平，丰迪始终以诚信、共赢的经营宗旨立足于市场。下面就由丰迪电气讲述下伺服电机驱动器的工作原理。 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。 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。
FANUC交流速度控制单元有多种规格，早期的交流伺服为模拟式，目前一般都使用数字式伺服，在数控机床中，常用的规格型号有以下几种： 1)与FANUC交流伺服电动机AC0、5、10、20M、20、30、30R等配套的模拟式交流速度控制单元。它是FANUC最早的AC伺服产品，速度控制单元采用正弦波PWM控制，大功率晶体管驱动。在结构形式上，可以分单轴独立型、双轴一体型、三轴一体型三种基本结构。单轴独立型速度控制单元，常用的型号有 A06B-6050-H102/H103/H104/H113等；双轴一体型速度控制单元，常用的型号有A06B-6050-H201/H202/H203等；三轴一体型速度控制单元，常用的型号有A06B-6050-H401/H402/H403/H404等，多与FANUC 11、0A、0B等系统配套使用。 2)与FANUC交流S (L、T)系列伺服电动机配套的S (L、C)系列数字式交流伺服驱动器，它是FANUC中期的AC伺服产品，驱动器采用全数字正弦波PWM控制，IGBT驱动。其中，S系列用量最广，规格最全；L 系列只有单轴型结构，常用的型号有A06B-6058-H001-H007/H102/H103等；C系列有单轴型、双轴型两种结构，常用的单轴型有A06B-6066-H002-H006等规格，常用的双轴型有A06B-6066-H222~H224/H233、H234、H244等规格。 作为常用规格，S系列有单轴型、双轴型、三轴型三种结构，常用的单轴型有 A06B-6058-H001~H007/H023/H025等；常用的双轴型有A06B-6058-H221~H231/H251-H253等规格；常用的三轴型有A06B-6058-H331-H334等规格；多与FANUC 0C、11、15系统配套使用。 3)与FANUC α/αC/αM/αL系列伺服电动机配套的FANUC α系列数字式交流伺服驱动器，它是FANUC 当前常用的AC伺服产品，驱动器带有IPM智能电源模块，采用全数字正弦波PWM控制，IGBT驱动。FANUC α系列数字式交流速度控制单元有如下两种基本结构形式： ①各驱动公用电源模块(PSM)、伺服驱动单元(SVM)为模块化安装的结构形式，驱动器可以是单轴型、双轴型与三轴型三种结构。常用的单轴型有A06B-6079-H101~H106等，常用的双轴型有 A06B-6079-H201~H208等规格，常用的三轴型有A06B-6079/6080-H301～H307等规格，多与FANUC 0C、15A/B、16A/B、18A、20、21系统配套使用。 ②电源与驱动器一体化(SVU型)的结构形式，各驱动器单元可以独立安装，有单轴型、双轴型两种结构，常用的单轴型有A06B-6089-H10l~H106等规格，常用的双轴型有A06B-6089-H201~H210等规格，多与FANUC 0C、0D、15A/B、16A/B、18A、20、21系统配套使用。 4)与FANUC β系列伺服电动机配套的FANUC β系列数字式交流伺服驱动器，它亦是FANUC当前常用的AC伺服产品，采用电源与驱动器一体化(SVU型)的结构，驱动器带有IPM智能电源模块，采用全数字正弦波PWM控制，IGBT驱动。可以使用PWM接口、I/OLink接口，亦可以采用光缆接口。型号为 A06B-6093-H101~H104/H151~H154//H111-H114，多与FANUC 0TD、PM01等经济型数控系统配套使用。 5)与FANUC αi系列伺服电动机配套的FANUCα i系列伺服驱动器是FANUC公司的最新产品，它在FANUC α系列的基础上作了性能改进。产品通过特殊的磁路设计与精密的电流控制以及精密的编码器速度反馈，使转矩波动极小，加速性能优异，可靠性极高。电动机内装有脉冲/转极高精度的编码器，作为速度、位置检测器件，使系统的速度、位置控制达到了极高的精度。 α i系列驱动器由电源模块(PSM)、伺服驱动器(SVM)、主轴驱动器(SPM)等组成，伺服驱动与主轴驱动共用电源模块，组成伺服/主轴一体化的结构。伺服驱动模块有单轴型、双轴型、三轴型三种基本规格。标准型(FANUC αi系列)为200VAC输入，常用的单轴型有A06B-6114-H103~H109等，双轴型有 A06B-6114-H201-H211等，三轴型有A06B-6114-H301~H304等。高电压输入型(FANUC α i(HV)系列)为400VAC 输入，常用的单轴型有A06B--6124-H102~H109等，双轴型有A06B-6124-H201-H211等，目前尚无三轴型结构。FANUC αi系列交流数字伺服配套的数控系统主要有FANUC 0i、FANUC 15i/150i、 FANUC16i/18i/l60i/180i/20i/21i等。