西門(mén)子伺服電機維修與注意事項

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性能比較

SIEMENS伺服電機電機作為一種閉環(huán)控制的系統，和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的。在目前國內的數字控制系統中，步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢，運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異?，F就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同 　兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為 1.8°、0.9°，五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機通過(guò)細分后步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步距角。 　交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以三洋全數字式交流伺服電機為例，對于帶標準2000線(xiàn)編碼器的電機而言，由于驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當量為360°/8000=0.045°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進(jìn)電機的脈沖當量的1/655。
二、低頻特性不同 　步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān)，一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí)，一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。 　交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點(diǎn)，便于系統調整。
三、矩頻特性不同 　步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，所以其高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以?xún)?，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。
四、過(guò)載能力不同 　步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以山洋交流伺服系統為例，它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其大轉矩為額定轉矩的二到三倍，可用于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象。
五、運行性能不同　 　步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象，停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象，控制性能更為可靠。
六、速度響應性能不同 　步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要200～400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。
綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以，在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機。

注意事項

伺服電機油和水的保護 　A：伺服電機可以用在會(huì )受水或油滴侵襲的場(chǎng)所，但是它不是全防水或防油的。因此， 伺服電機不應當放置或使用在水中或油侵的環(huán)境中。 　B：如果伺服電機連接到一個(gè)減速齒輪，使用伺服電機時(shí)應當加油封，以防止減速齒輪的油進(jìn)入伺服電機 　C：伺服電機的電纜不要浸沒(méi)在油或水中。 　二、伺服電機電纜→減輕應力 　A：確保電纜不因外部彎曲力或自身重量而受到力矩或垂直負荷，尤其是在電纜出口處或連接處。 　B：在伺服電機移動(dòng)的情況下，應把電纜（就是隨電機配置的那根）牢固地固定到一個(gè)靜止的部分（相對電機），并且應當用一個(gè)裝在電纜支座里的附加電纜來(lái)延長(cháng)它，這樣彎曲應力可以減到小。 　C：電纜的彎頭半徑做到盡可能大。 　三、伺服電機允許的軸端負載 　A：確保在安裝和運轉時(shí)加到伺服電機軸上的徑向和軸向負載控制在每種型號的規定值以?xún)取?　B：在安裝一個(gè)剛性聯(lián)軸器時(shí)要格外小心，特別是過(guò)度的彎曲負載可能導致軸端和軸承的損壞或磨損 　C：好用柔性聯(lián)軸器，以便使徑向負載低于允許值，此物是專(zhuān)為高機械強度的伺服電機設計的。 　D：關(guān)于允許軸負載，請參閱“允許的軸負荷表”（使用說(shuō)明書(shū)）。 　四、伺服電機安裝注意 　A：在安裝/拆卸耦合部件到伺服電機軸端時(shí)，不要用錘子直接敲打軸端。（錘子直接敲打軸端，伺服電機軸另一端的編碼器要被敲壞） 　B：竭力使軸端對齊到佳狀態(tài)（對不好可能導致振動(dòng)或軸承損壞）。