伺服電機的參數設置 伺服系統的常見故障與處理方法

來源：檢修圈

在自動化設備中，經常用到伺服電機，特別是位置控制，大部分品牌的伺服電機都有位置控制功能，通過控制器發(fā)出脈沖來控制伺服電機運行，脈沖數對應轉的角度，脈沖頻率對應速度（與電子齒輪設定有關），當一個新的系統，參數不能工作時，首先設定位置增益，確保電機無噪音情況下，盡量設大些，轉動慣量比也非常重要，可通過自學習設定的數來參考。

然后設定速度增益和速度積分時間，確保在低速運行時連續(xù)，位置精度受控即可。

（1）位置比例增益

設定位置環(huán)調節(jié)器的比例增益。設置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數值太大可能會引起振蕩或超調。參數數值由具體的伺服系統型號和負載情況確定。

（2）位置前饋增益

設定位置環(huán)的前饋增益。設定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越小位置環(huán)的前饋增益大，控制系統的高速響應特性提高，但會使系統的位置不穩(wěn)定，容易產生振蕩。不需要很高的響應特性時，本參數通常設為0表示范圍：0~100%

（3）速度比例增益

設定速度調節(jié)器的比例增益。設置值越大，增益越高，剛度越大。參數數值根據具體的伺服驅動系統型號和負載值情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大。在系統不產生振蕩的條件下，盡量設定較大的值。

（4）速度積分時間常數

設定速度調節(jié)器的積分時間常數。設置值越小，積分速度越快。參數數值根據具體的伺服驅動系統型號和負載情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大。在系統不產生振蕩的條件下，盡量設定較小的值。

（5）速度反饋濾波因子

設定速度反饋低通濾波器特性。數值越大，截止頻率越低，電機產生的噪音越小。如果負載慣量很大，可以適當減小設定值。數值太大，造成響應變慢，可能會引起振蕩。數值越小，截止頻率越高，速度反饋響應越快。如果需要較高的速度響應，可以適當減小設定值。

（6）最大輸出轉矩設置

設置伺服驅動器的內部轉矩限制值。設置值是額定轉矩的百分比，任何時候，這個限制都有效定位完成范圍設定位置控制方式下定位完成脈沖范圍。本參數提供了位置控制方式下驅動器判斷是否完成定位的依據，當位置偏差計數器內的剩余脈沖數小于或等于本參數設定值時，驅動器認為定位已完成，到位開關信號為 ON，否則為OFF。

在位置控制方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數設置值是表示電機從02000r/min的加速時間或從20000r/min的減速時間。加減速特性是線性的到達速度范圍設置到達速度在非位置控制方式下，如果伺服電機速度超過本設定值，則速度到達開關信號為ON，否則為 OFF。在位置控制方式下，不用此參數。與旋轉方向無關。

（7）手動調整增益參數

調整速度比例增益KVP值。當伺服系統安裝完后，必須調整參數，使系統穩(wěn)定旋轉。首先調整速度比例增益KVP值．調整之前必須把積分增益KVI及微分增益KVD調整至零，然后將KVP值漸漸加大；同時觀察伺服電機停止時足否產生振蕩，并且以手動方式調整KVP參數，觀察旋轉速度是否明顯忽快忽慢．KVP值加大到產生以上現象時，必須將KVP值往回調小，使振蕩消除、旋轉速度穩(wěn)定。此時的KVP值即初步確定的參數值。如有必要，經KⅥ和KVD調整后，可再作反復修正以達到理想值。

調整積分增益KⅥ值。將積分增益KVI值漸漸加大，使積分效應漸漸產生。由前述對積分控制的介紹可看出，KVP值配合積分效應增加到臨界值后將產生振蕩而不穩(wěn)定，如同KVP值一樣，將KVI值往回調小，使振蕩消除、旋轉速度穩(wěn)定。此時的KVI值即初步確定的參數值。

調整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋轉平穩(wěn)，降低超調量。因此，將KVD值漸漸加大可改善速度穩(wěn)定性。

調整位置比例增益KPP值。如果KPP值調整過大，伺服電機定位時將發(fā)生電機定位超調量過大，造成不穩(wěn)定現象。此時，必須調小KPP值，降低超調量及避開不穩(wěn)定區(qū)；但也不能調整太小，使定位效率降低。因此，調整時應小心配合。

（8）自動調整增益參數?

現代伺服驅動器均已微計算機化，大部分提供自動增益調整( autotuning)的功能，可應付多數負載狀況。在參數調整時，可先使用自動參數調整功能，必要時再手動調整。

事實上，自動增益調整也有選項設置，一般將控制響應分為幾個等級，如高響應、中響應、低響應，用戶可依據實際需求進行設置。

下面，為大家來分享幾種常見伺服系統的故障與處理方法，值得借鑒一下。

1、LED燈是綠的,但是電機不動

(1) 故障原因：一個或多個方向的電機禁止動作。

處理方法：檢查+INHIBIT 和 –INHIBIT 端口。

(2) 故障原因：命令信號不是對驅動器信號地的。

處理方法：將命令信號地和驅動器信號地相連。

2、上電后，驅動器的LED燈不亮

故障原因：供電電壓太低，小于最小電壓值要求。

處理方法：檢查并提高供電電壓。

3、當電機轉動時， LED燈閃爍

(1) 故障原因：HALL相位錯誤。

處理方法：檢查電機相位設定開關是否正確。

(2) 故障原因：HALL傳感器故障。

處理方法：當電機轉動時檢測Hall A, Hall B, Hall C的電壓。電壓值應該在5VDC和0之間。

4、LED燈始終保持紅色

故障原因：存在故障。

處理方法：原因: 過壓、欠壓、短路、過熱、驅動器禁止、HALL無效。

5、電機失速

(1) 故障原因：速度反饋的極性搞錯。

處理方法：

a.如果可能，將位置反饋極性開關打到另一位置。(某些驅動器上可以)

b.如使用測速機，將驅動器上的TACH +和TACH -對調接入。

c.如使用編碼器，將驅動器上的ENC A和ENC B對調接入。

d.如在HALL速度模式下，將驅動器上的HALL-1和HALL-3對調，再將Motor-A和Motor-B對調接好。

(2) 故障原因：編碼器速度反饋時，編碼器電源失電。

處理方法：檢查連接5V編碼器電源。確保該電源能提供足夠的電流。如使用外部電源，確保該電壓是對驅動器信號地的。

6、電機在一個方向上比另一個方向跑得快

(1)故障原因：無刷電機的相位搞錯。

處理方法：檢測或查出正確的相位。

(2)故障原因：在不用于測試時，測試/偏差開關打在測試位置。

處理方法：將測試/偏差開關打在偏差位置。

(3)故障原因：偏差電位器位置不正確。

處理方法：重新設定。

7、伺服電機高速旋轉時出現電機偏差計數器溢出錯誤，如何處理?

(1)故障原因：高速旋轉時發(fā)生電機偏差計數器溢出錯誤;

處理方法：檢查電機動力電纜和編碼器電纜的配線是否正確，電纜是否有破損。

(2)故障原因：輸入較長指令脈沖時發(fā)生電機偏差計數器溢出錯誤;

處理方法：a.增益設置太大，重新手動調整增益或使用自動調整增益功能;

b.延長加減速時間;

c.負載過重，需要重新選定更大容量的電機或減輕負載，加裝減速機等傳動機構提高負荷能力。

(3)故障原因：運行過程中發(fā)生電機偏差計數器溢出錯誤。

處理方法：a.增大偏差計數器溢出水平設定值;

b.減慢旋轉速度;

c.延長加減速時間;

d.負載過重，需要重新選定更大容量的電機或減輕負載，加裝減速機等傳動機構提高負載能力。

8、伺服電機在有脈沖輸出時不運轉，如何處理?

① 監(jiān)視控制器的脈沖輸出當前值以及脈沖輸出燈是否閃爍，確認指令脈沖已經執(zhí)行并已經正常輸出脈沖;

② 檢查控制器到驅動器的控制電纜，動力電纜，編碼器電纜是否配線錯誤，破損或者接觸不良;

③ 檢查帶制動器的伺服電機其制動器是否已經打開;

④ 監(jiān)視伺服驅動器的面板確認脈沖指令是否輸入;

⑤ Run運行指令正常;

⑥ 控制模式務必選擇位置控制模式;

⑦ 伺服驅動器設置的輸入脈沖類型和指令脈沖的設置是否一致;

⑧ 確保正轉側驅動禁止，反轉側驅動禁止信號以及偏差計數器復位信號沒有被輸入，脫開負載并且空載運行正常，檢查機械系統。

審核編輯：湯梓紅

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