伺服放大器參數(shù)設置及故障排查技巧

分類：技術中心 2961人瀏覽 2019-07-05

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在自動化設備中，經(jīng)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(shù)對應轉(zhuǎn)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(tǒng)，參數(shù)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(zhuǎn)動慣量比也非常重要，可通過自學習設定的數(shù)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(diào)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(shù)值太大可能會引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值由具體的伺服系統(tǒng)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(tǒng)的高速響應特性提高，但會使系統(tǒng)的位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩。不需要很高的響應特性時，本參數(shù)通常設為0表示范圍：0~100%

（3）速度比例增益

設定速度調(diào)節(jié)器的比例增益。設置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)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(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設定較大的值。

（4）速度積分時間常數(shù)

設定速度調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)。設置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)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(tǒng)不產(chǎn)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(shù)值越大，截止頻率越低，電機產(chǎn)生的噪音越小。如果負載慣量很大，可以適當減小設定值。數(shù)值太大，造成響應變慢，可能會引起振蕩。數(shù)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(zhuǎn)矩設置

設置伺服驅(qū)動器的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值。設置值是額定轉(zhuǎn)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(shù)提供了位置控制方式下驅(qū)動器判斷是否完成定位的依據(jù)，當位置偏差計數(shù)器內(nèi)的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設定值時，驅(qū)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(shù)設置值是表示電機從0~2000r/min的加速時間或從2000~0r/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(shù)。與旋轉(zhuǎn)方向無關。

（7）手動調(diào)整增益參數(shù)

調(diào)整速度比例增益KVP值。當伺服系統(tǒng)安裝完后，必須調(diào)整參數(shù)，使系統(tǒng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。首先調(diào)整速度比例增益KVP值．調(diào)整之前必須把積分增益KVI及微分增益KVD調(diào)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(chǎn)生振蕩，并且以手動方式調(diào)整KVP參數(shù)，觀察旋轉(zhuǎn)速度是否明顯忽快忽慢．KVP值加大到產(chǎn)生以上現(xiàn)象時，必須將KVP值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVP值即初步確定的參數(shù)值。如有必要，經(jīng)KⅥ和KVD調(diào)整后，可再作反復修正以達到理想值。

調(diào)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(chǎn)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(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定，如同KVP值一樣，將KVI值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVI值即初步確定的參數(shù)值。

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

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

（8）自動調(diào)整增益參數(shù)

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

事實上，自動增益調(diào)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(jù)實際需求進行設置。

下面德普瑞小編為大家來分享幾種常見伺服系統(tǒng)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(qū)動器信號地的。

處理方法：將命令信號地和驅(qū)動器信號地相連。

2、上電后，驅(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動時檢測HallA,HallB,HallC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(qū)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(qū)動器上可以)

b.如使用測速機，將驅(qū)動器上的TACH+和TACH-對調(diào)接入。

c.如使用編碼器，將驅(qū)動器上的ENCA和ENCB對調(diào)接入。

d.如在HALL速度模式下，將驅(qū)動器上的HALL-1和HALL-3對調(diào)，再將Motor-A和Motor-B對調(diào)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(qū)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(zhuǎn)時出現(xiàn)電機偏差計數(shù)器溢出錯誤，如何處理?

(1)故障原因：高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生電機偏差計數(shù)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(shù)器溢出錯誤;

處理方法：a.增益設置太大，重新手動調(diào)整增益或使用自動調(diào)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(shù)器溢出錯誤。

處理方法：a.增大偏差計數(shù)器溢出水平設定值;

b.減慢旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，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(jīng)執(zhí)行并已經(jīng)正常輸出脈沖;

②檢查控制器到驅(qū)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(jīng)打開;

④監(jiān)視伺服驅(qū)動器的面板確認脈沖指令是否輸入;

⑤Run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(qū)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(zhuǎn)側驅(qū)動禁止，反轉(zhuǎn)側驅(qū)動禁止信號以及偏差計數(shù)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(tǒng)。

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