臺達伺服調(diào)試經(jīng)驗 故障排除

1、Q1：伺服電機與普通電機有何區(qū)別？A1：伺服電機與普通電機最大的區(qū)別在于電機轉(zhuǎn)子和反饋裝置。伺服電機轉(zhuǎn)子表面貼有強力磁鋼片，因此可以通過定子線圈產(chǎn)生的磁場精確控制轉(zhuǎn)子的位置，并且加減速特性遠高于普通電機。反饋裝置可以精確反饋電機轉(zhuǎn)子位置到伺服驅(qū)動器，伺服電機常用的反饋裝置有光學編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等。 Q2：伺服驅(qū)動器輸入電源是否可接單相220V ？A2：臺達伺服1.5KW（含）以下可接單相/三相220V電源，2.0KW（含）以上只能接三相220V電源。三相電源整流出來的直流波形質(zhì)量更好，質(zhì)量不好的直流電源會消耗母線上電容的能量，電機急加減速時電容會對母線充放電來保持母線電壓

2、穩(wěn)定，因此三相電源輸入比單相電源輸入伺服的特性會好一些，三相電源輸入提供的電流也更大。 Q3：伺服驅(qū)動器輸出到電機的UVW三相是否可以互換？A3：不可以，伺服驅(qū)動器到電機UVW的接法是唯一的。普通異步電機輸入電源UVW兩相互換時電機會反轉(zhuǎn)，事實上伺服電機UVW任意兩相互換電機也會反轉(zhuǎn)，但是伺服電機是有反饋裝置的，這樣就出現(xiàn)正反饋會導致電機飛車。伺服驅(qū)動器會檢測并防止飛車，因此在UVW接錯線后我們看到的現(xiàn)象是電機以很快的速度轉(zhuǎn)過一個角度然后報警過負載ALE06。 Q4：伺服電機為何要Servo on之后才可以動作？A4：伺服驅(qū)動器并不是在通電后就會輸出電流到電機，因此電機是處

3、于放松的狀態(tài)（手可以轉(zhuǎn)動電機軸）。伺服驅(qū)動器接收到Servo on信號后會輸出電流到電機，讓電機處于一種電氣保持的狀態(tài)，此時才可以接收指令去動作，沒有收到指令時是不會動作的即使有外力介入（手轉(zhuǎn)不動電機軸），這樣伺服電機才能實現(xiàn)精確定位。 Q5：伺服驅(qū)動器上電就報警ALE14如何處理？A5：ALE14是正向極限異常報警，因為出廠參數(shù)設(shè)置正反向極限和緊急停止這些保護性的DI點都是常閉接點，在沒有信號時則會報警。在上位控制器已經(jīng)連接了這些保護信號或者不需要這些保護信號時可通過以下方法消除報警：參數(shù)P2-15設(shè)為122或0，或者直接短接DI點。 Q6：伺服驅(qū)動器上電就報警ALE11

4、如何處理？A6：出現(xiàn)ALE11報警的原因有：編碼器線接線錯誤、電機編碼器故障、驅(qū)動器硬件故障。 Q7：伺服驅(qū)動器報警ALE06如何處理？A7：出現(xiàn)ALE06報警的原因有：UVW線連接相序錯誤、負載過大、增益設(shè)置過高、電機編碼器異常。通過參數(shù)P0-02設(shè)置為11可在驅(qū)動器面板上監(jiān)視伺服電機平均負載率，如果平均負載率持續(xù)在100%以上則會出現(xiàn)過負載報警，技術(shù)手冊上可查到不同電機的過負載特性。 Q8：伺服驅(qū)動器報警ALE09如何處理？A8：出現(xiàn)ALE09報警的原因有：UVW接線缺相導致馬達出力不足、增益設(shè)置過低、扭矩限制過低、指令頻率過高或電子齒輪比過大導致馬達到達最高轉(zhuǎn)速限制（

5、P1-55）、電機編碼器故障。 Q9：脈沖指令結(jié)束電機仍在運行是什么原因？A9：脈沖指令平滑參數(shù)P1-08設(shè)置過大導致指令嚴重滯后，會出現(xiàn)指令結(jié)束后馬達仍在運行的狀況。通過臺達伺服軟件內(nèi)置示波器功能監(jiān)測指令脈沖和編碼器反饋脈沖，可看到電機的運行情況。在電子齒輪比設(shè)置比較大時，適當設(shè)置參數(shù)P1-08可讓電機運行更加平穩(wěn)。 Q10：伺服驅(qū)動器報警ALE04如何處理？A10：AB系列伺服驅(qū)動器配ECMA馬達時功率不匹配上電會報警ALE04，除這種情況外剛一上電就報警ALE04就是電機編碼器故障。如果在使用過程中出現(xiàn)ALE04報警是因為編碼器信號被干擾，請查看編碼器線是否是屏蔽雙絞

6、、驅(qū)動器與電機間地線是否連接，或者在編碼器線上套磁環(huán)。通過ALE04.EXE軟件可以監(jiān)測每次Z脈沖位置AB脈沖計數(shù)是否變化，有變化則會報警。  Q11：伺服驅(qū)動器報警ALE01如何處理？A11：檢查UVW線是否有短路。如果把UVW線與驅(qū)動器斷開再通電仍然出現(xiàn)ALE01則是驅(qū)動器硬件故障。 Q12：如何知道一臺帶剎車的電機打開剎車需要多大電流？A12：在技術(shù)手冊第11章電機規(guī)格中可以查到不同功率電機剎車所消耗的功率，剎車動作時間等。 Q13：通過通訊頻繁寫入?yún)?shù)時怎樣防止EEPROM被寫壞？A13：每次寫參數(shù)前先通過通訊寫入P2-30=5，之后寫入的參數(shù)只

7、會存儲在RAM而不會寫入EEPROM，參數(shù)掉電不保持，這樣可以提高EEPROM的壽命。 Q14：臺達伺服與西門子S7-200如何接線？A14：接收脈沖指令的接線圖如下，臺達伺服DI信號是可以雙向輸入的。Q15：伺服工作在速度模式下通過電位器來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時，當電位器輸出電壓調(diào)到0V電機仍會慢慢轉(zhuǎn)動，這是什么原因？A15：這是因為有零漂，可以通過啟動零速鉗位功能來解決。設(shè)DI2對應的參數(shù)P2-11=5即可啟動這個功能（ZCLAMP），參數(shù)P1-38可設(shè)定零速準位。當使用中達電通模擬量指令數(shù)控系統(tǒng)時，伺服一定不能啟動這個功能。 Q16：臺達伺服在調(diào)整增益時，參數(shù)P1-37是否有作用

8、？A16：臺達伺服除ASDA-A / AB兩個系列驅(qū)動器外，其他系列伺服驅(qū)動器中負載慣量比參數(shù)P1-37都是起作用的。如果對臺達增益參數(shù)不熟悉，建議使用臺達伺服軟件自帶的增益計算功能。 Q17：臺達伺服軟件中增益計算功能怎樣使用？A17：在軟件畫面中設(shè)定“頻寬”“慣量比”后點擊“計算增益”就會計算出合適的增益，“慣量比”是帶負載后驅(qū)動器監(jiān)測到的，再根據(jù)不同的響應性要求設(shè)定不同的“頻寬”，頻寬低時電機運行比較柔和，頻寬高時電機響應性更好但動作也更加劇烈。 小技巧：負載慣量比低時頻寬可以設(shè)大一些，負載慣量比大時頻寬一定要設(shè)小。   Q18：如何估測

9、負載慣量比？A18：參數(shù)P0-02設(shè)14可在驅(qū)動器面板上監(jiān)視負載慣量比。通過JOG或上位控制器指令讓伺服電機帶動負載頻繁正反轉(zhuǎn)，監(jiān)測到的負載慣量比會趨于穩(wěn)定，在不同的增益條件下估測到的值可能不一樣。估測負載慣量比時要求0-2000rpm加速時間在1S以下，運轉(zhuǎn)速度200rpm以上。 Q19：怎樣確定是否需要外接回生電阻？A19：一般伺服驅(qū)動器都內(nèi)置回生電阻，當伺服驅(qū)動器報警ALE05時需要外接回生電阻。臺達B系列驅(qū)動器400W（含）以下和A+系列驅(qū)動器5.5KW（含）以上無內(nèi)置回生電阻。 Q20：怎樣外接回生電阻？是否需要再設(shè)參數(shù)？A20：根據(jù)技術(shù)手冊推薦選擇合適的回生電阻

10、，把驅(qū)動器上P、D腳短接片取下，把外部電阻連接到P、C腳之間，把電阻阻值/功率設(shè)到參數(shù)P1-52/P1-53。 Q21：選擇伺服電機大小時需要考慮哪些因素？A21：連續(xù)工作扭矩 < 電機額定扭矩加速時扭矩     < 電機最大扭矩負載慣量         < 3倍電機轉(zhuǎn)子慣量連續(xù)工作速度 < 電機額定轉(zhuǎn)速 Q22：一個直徑100mm重量20kg的圓柱體以軸心線為中

11、心旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量為多少？假設(shè)一個伺服電機經(jīng)過1：10的減速機后連接到這個圓柱體，那么折算到伺服電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量為多少？A22：圓柱體轉(zhuǎn)動慣量J=1/2*M*R2=1/2*20*25=250kg.cm2經(jīng)過減速比之后折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量會減小減速比的平方倍，折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量J2=250/100=2.5kg.cm2 Q23：伺服電機通過滾珠絲桿帶動100kg的負載，滾珠絲桿重量20kg/直徑20mm/導程10mm，滾珠絲桿為垂直安裝，不考慮摩擦力因素伺服電機提升這個負載最少需要輸出多少扭矩？A23：伺服電機需要扭矩T=M*g*PB/2=100*9.8*0.01/6.28=

12、1.56N.mM-負載重量    g-重力加速度    PB-滾珠絲桿螺距 Q24：伺服電機帶負載運行一下停下來會來回晃動是什么原因？A24：負載慣量太大。使用增益計算軟件將頻寬設(shè)小，慣量比設(shè)大，重新計算增益。慣量比的設(shè)置最好是驅(qū)動器實際估測到的值。 Q25：PLC發(fā)脈沖給伺服，電機為什么不轉(zhuǎn)？A25：這種情況下電機不轉(zhuǎn)的原因有很多，需要一級一級排查原因。首先要確認的是通過伺服驅(qū)動器JOG電機是否會動作，然后再確認伺服的工作模式/接收脈沖指令型式/接線。 Q26：手動JOG時電機為什么

13、不轉(zhuǎn)？A26：以下情況經(jīng)常導致通過驅(qū)動器JOG時電機不轉(zhuǎn)：伺服沒有servo on，最簡單的方法是用手轉(zhuǎn)動電機軸來確認；驅(qū)動器與電機間UVW動力線未連接；驅(qū)動器與電機間UVW動力線相序連接錯誤導致06報警； Q27：PLC發(fā)脈沖給伺服，電機轉(zhuǎn)速在100rpm以下時轉(zhuǎn)速與頻率成正比，但發(fā)更高頻率脈沖時電機轉(zhuǎn)速卻下降了，這是什么原因？A27：一般PLC的脈沖輸出頻率為10K，在伺服沒有設(shè)電子齒輪比的情況下10000個pulse電機轉(zhuǎn)一圈，10K的指令脈沖電機轉(zhuǎn)速為60rpm。如果沒有注意到PLC脈沖輸出頻率的限制，編程發(fā)送更高頻率的脈沖就可能導致PLC實際輸出脈沖異常。 Q28

14、：伺服在開機工作時都很正常，在斷電時控制器也沒發(fā)脈沖，為什么伺服電機會動一下？A28：斷電瞬間可能有高頻雜波通過控制線進入伺服驅(qū)動器，如果伺服仍然在servo on的狀態(tài)就會把雜波當成脈沖指令，因此伺服電機會有動作?？梢酝ㄟ^設(shè)置參數(shù)P1-00.Y這一位(bit)來過濾高頻雜波。另外在一些發(fā)模擬量指令控制伺服的系統(tǒng)中也會有相同的情況，比如中達數(shù)控系統(tǒng)，如果在servo on時整個系統(tǒng)斷電伺服也會有動作，而且很劇烈。 Q29：如果想替換一臺保持轉(zhuǎn)矩為10N.m的步進電機應該選多大扭矩的伺服電機？A29：保持轉(zhuǎn)矩是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。通常步進電機在低速時的力矩接

15、近保持轉(zhuǎn)矩，步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減。因為步進電機沒有過載能力，一般我們選一款額定扭矩是步進電機扭矩三分之一的伺服電機即可。 Q30：如果想替換一臺普通的1KW四極異步電機應該選擇多大功率伺服電機？A30：普通異步電機與伺服電機之間沒有簡單的對應關(guān)系，基本上可以說兩者控制要求完全不一樣。這種情況下只能通過計算負載的慣量/扭矩/轉(zhuǎn)速等方式來選擇伺服電機。 Q31：伺服電機正轉(zhuǎn)碰到正向限位后會停下來，為什么這時發(fā)反向脈沖電機卻不會反轉(zhuǎn)回來？A31：伺服電機正轉(zhuǎn)碰到正向限位后會停下來，驅(qū)動器顯示報警ALE14，如果此時命令脈沖沒有停止伺服接下來會發(fā)生追隨誤差過大報

16、警ALE09，因為ALE14在前所以ALE09不會顯示出來，這樣再發(fā)反向脈沖伺服就不會動作了。ASDA-AB系列伺服可將參數(shù)P2-65的bit13置ON，這樣正向限位后就不會再接收正向脈沖，反向限位后就不會再接收反向脈沖。ASDA-B系列伺服沒有這樣的功能。 Q32：在正常使用時因為啟停頻率很高導致電機溫度很高，這樣長期使用電機是否會損壞？A32：伺服電機編碼器溫度達到85攝氏度以上時就會損壞。伺服電機轉(zhuǎn)子溫度達到130攝氏度以上就會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，因為伺服電機里外的溫差，差不多電機本體表面溫度85攝氏度時電機內(nèi)部溫度130度。在伺服電機起停頻繁的場合，可能出現(xiàn)伺服電機溫度很高的情況，

17、此時需要在外部采取強制冷卻的措施。 Q33：伺服驅(qū)動器模擬量輸入的解析度是多少？A33：-11v11v為12bit，-0.6875v0.6875v為11bit。 Q34：臺達伺服使用的環(huán)境溫度是怎樣？零下20攝氏度是否可以工作？A34：臺達伺服驅(qū)動器使用環(huán)境溫度050攝氏度，伺服電機使用環(huán)境溫度040攝氏度。如果環(huán)境溫度高于這個范圍必要加強空氣流動保證散熱。零下20攝氏度時我們不保證伺服能正常工作，需要用戶自己去試驗。Q35：伺服電機帶負載停下來時會晃動，感覺電機力不夠停不下來，如果換帶剎車的電機是不是會好一些？A35：伺服電機自帶的剎車不是用來讓電機減速的，是用于在斷電的

18、情況下防止電機軸受外力影響轉(zhuǎn)動，比如垂直安裝的場合。Q36：Q：臺達伺服如何變更控制模式？A36：將參數(shù)P1-01設(shè)定為所欲控制之模式后(參考下表) ,設(shè)定好參數(shù)后,需將伺服驅(qū)動器重新上電后 ,便已修改控制之模式。 Pt：位置控制模式(命令由端子輸入) Pr：位置控制模式(命令由內(nèi)部緩存器輸入) S：速度控制模式(端子/內(nèi)部緩存器 T：扭矩控制模式(端子/內(nèi)部緩存器) Sz：零速度/內(nèi)部速度緩存器命令 Tz：零扭矩/內(nèi)部扭矩緩存器命令 Q37：ALE02過電壓/ALE03低電壓報警發(fā)生時如何處理？A37：首先使用萬用表測量輸

19、入電壓是否在允許范圍內(nèi)；再次是通過驅(qū)動器或伺服軟件示波器監(jiān)視“主回路電壓”，這是直流母線電壓，電壓伏數(shù)應該是輸入交流電壓的1.414倍，正常來講應該不會有太大的偏差。如果偏差很大需返廠重新校準。ALE02/ALE03報警是以“主回路電壓”來判斷的。Q38：在高速運行時機臺在中途有很明顯的一鈍，觀察發(fā)現(xiàn)是中途有ALE03報警產(chǎn)生，但是一閃就消失了，如何解決這個問題？A38：在高速運行時會消耗很大能量，母線電壓會下降，如果輸入電壓偏低此時就會出現(xiàn)ALE03報警。報警發(fā)生時伺服馬上停止，母線電壓恢復正常，報警自動消失，伺服會繼續(xù)運行，因此看起來就是明顯的一鈍。這種情況多發(fā)生在使用單相電源供電時，建議

20、主回路使用三相電源供電。參數(shù)P2-65 bit12置ON可使ALE03報警發(fā)生時，母線電壓恢復后報警不會自動消失。Q39：PLC通過脈沖+方向的方式控制伺服時，電機始終只能朝一個方向轉(zhuǎn)會是什么原因？A39：參數(shù)脈沖型式設(shè)置錯誤，設(shè)為AB相脈沖或CW/CCW脈沖就會出現(xiàn)這種情況；接線錯誤導致驅(qū)動器沒有收到方向信號；驅(qū)動器接受方向信號的光耦燒壞，這個回路正常輸入電壓是5V，如果不小心把12V或24V脈沖信號接進來，因為方向信號基本是常ON所以比接收脈沖的回路容易燒壞。Q40：當增益設(shè)置太高引起機械共振時如何查找共振頻率？A40：使用伺服軟件示波器功能監(jiān)視“馬達電流”（或者平均負載率），如果發(fā)生共振

21、可監(jiān)視到如下圖明顯的振蕩，在軟件中勾選“顯示頻譜資訊（FFT）”后再框選需要分析的區(qū)域，明顯有凸起的地方就是共振點。  Q41：使用帶剎車的電機安裝在垂直的Z軸上時，當servo-off時機頭會往下掉一點剎車才吸合，如何解決這個問題？A41：正確的接線方式下電機的剎車是由驅(qū)動器DO信號BRKR來控制打開和關(guān)閉的，在servo on時驅(qū)動器會輸出信號打開剎車，servo off時會關(guān)閉剎車。把電磁剎車關(guān)閉延遲時間P1-43設(shè)為負值，可在servo on斷開前先閉合剎車，這樣就可以防止機頭往下掉。 Q42：伺服工作在扭矩模式下時，如果電機被外力帶著與電機出力相反的方向

22、長時間運行是否會造成電機損壞？A42：這種運行狀況不會造成電機損壞。Q43：在位置模式（Pt）下伺服參數(shù)中的加減速時間設(shè)定是否起作用？A43：伺服參數(shù)中的加減速時間在Pt位置模式下不起作用，只有在Pr內(nèi)部寄存器位置模式和速度模式下起作用。Q44：參數(shù)P2-22=7是設(shè)定DO5為報警輸出常閉信號，為什么發(fā)生正向極限限位報警時這個信號沒有輸出？A44：臺達伺服報警分ALARM（功能碼07）和WARN（功能碼11），正反向極限限位、緊急停止、通訊異常、低電壓、風扇異常這些報警是通過WARN這個報警輸出的，其余的報警都是通過ALARM這個報警輸出的。Q45：當伺服發(fā)生報警時，是否可以在不斷電的情況下清除報警？A45：只有少數(shù)報警需要重新上電才能清除，大多數(shù)報警可以通過DI清除，還有少數(shù)報警在條件滿足后會自動清除，具體請參考技術(shù)手冊第十章。Q46：為什么參數(shù)P2-08設(shè)成10后重新上電伺服還是沒有恢復成出廠值？A46：可能是在servo on的情況下操作的，如果servo on時P2-08設(shè)10是不能恢復出廠值的。有些參數(shù)在servo on時是不能寫入的，在參數(shù)寫入時面板上會有相應的提示，只有提示-END-時才表示參數(shù)正常寫入，還有一