伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置方法和故障排查技巧

對伺服驅(qū)動(dòng)器來說，最高可以接收500KHz的脈沖（差動(dòng)輸入），集電極輸入是200KHz。電機(jī)輸出的力矩由負(fù)載決定，負(fù)載越大電機(jī)輸出的力矩越大，當(dāng)然不能超出電機(jī)的額定負(fù)載。急劇的加減速或者過載而造成主電路過流會(huì)影響功率器件，因此伺服放大器設(shè)置了嵌位電路以限制輸出轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的限制可以通過模擬量或者參數(shù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。今天就分享下常見伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置方法。

01.位置比例增益

設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)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(huì)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(fù)載情況確定。

02.位置前饋增益

設(shè)定位置環(huán)的前饋增益。設(shè)定值越大時(shí)，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(yīng)特性提高，但會(huì)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(yīng)特性時(shí)，本參數(shù)通常設(shè)為0表示范圍：0~100%

03.速度比例增益

設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)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(dòng)系統(tǒng)型號和負(fù)載值情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較大的值。

04.速度積分時(shí)間常數(shù)

設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)。設(shè)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(dòng)系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較小的值。

05.速度反饋濾波因子

設(shè)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(jī)產(chǎn)生的噪音越小。如果負(fù)載慣量很大，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。數(shù)值太大，造成響應(yīng)變慢，可能會(huì)引起振蕩。數(shù)值越小，截止頻率越高，速度反饋響應(yīng)越快。如果需要較高的速度響應(yīng)，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。

06.最大輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置

設(shè)置伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值。設(shè)置值是額定轉(zhuǎn)矩的百分比，任何時(shí)候，這個(gè)限制都有效定位完成范圍設(shè)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(dòng)器判斷是否完成定位的依據(jù)，當(dāng)位置偏差計(jì)數(shù)器內(nèi)的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動(dòng)器認(rèn)為定位已完成，到位開關(guān)信號為 ON，否則為OFF。

在位置控制方式時(shí)，輸出位置定位完成信號，加減速時(shí)間常數(shù)設(shè)置值是表示電機(jī)從0~2000r/min的加速時(shí)間或從2000~0r/min的減速時(shí)間。加減速特性是線性的到達(dá)速度范圍設(shè)置到達(dá)速度在非位置控制方式下，如果伺服電機(jī)速度超過本設(shè)定值，則速度到達(dá)開關(guān)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(guān)。

07.手動(dòng)調(diào)整增益參數(shù)

調(diào)整速度比例增益KVP值。當(dāng)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(shí)觀察伺服電機(jī)停止時(shí)足否產(chǎn)生振蕩，并且以手動(dòng)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(shí)，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(shí)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(fù)修正以達(dá)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(yīng)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(yīng)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(shí)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(jī)定位時(shí)將發(fā)生電機(jī)定位超調(diào)量過大，造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。此時(shí)，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(shí)應(yīng)小心配合。

08.自動(dòng)調(diào)整增益參數(shù)

現(xiàn)代伺服驅(qū)動(dòng)器均已微計(jì)算機(jī)化，大部分提供自動(dòng)增益調(diào)整( autotuning)的功能，可應(yīng)付多數(shù)負(fù)載狀況。在參數(shù)調(diào)整時(shí)，可先使用自動(dòng)參數(shù)調(diào)整功能，必要時(shí)再手動(dòng)調(diào)整。

事實(shí)上，自動(dòng)增益調(diào)整也有選項(xiàng)設(shè)置，一般將控制響應(yīng)分為幾個(gè)等級，如高響應(yīng)、中響應(yīng)、低響應(yīng)，用戶可依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置。

下面，為大家來分享幾種常見伺服驅(qū)動(dòng)器的故障與處理方法，供大家維修借鑒。

1、LED燈是綠的,但是電機(jī)不動(dòng)

(1) 故障原因：一個(gè)或多個(gè)方向的電機(jī)禁止動(dòng)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(dòng)器信號地的。

處理方法：將命令信號地和驅(qū)動(dòng)器信號地相連。

2、上電后，驅(qū)動(dòng)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(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， LED燈閃爍

(1) 故障原因：HALL相位錯(cuò)誤。

處理方法：檢查電機(jī)相位設(shè)定開關(guān)是否正確。

(2) 故障原因：HALL傳感器故障。

處理方法：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)檢測Hall A, Hall B, Hall C的電壓。電壓值應(yīng)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(dòng)器禁止、HALL無效。

5、電機(jī)失速

(1) 故障原因：速度反饋的極性搞錯(cuò)。

處理方法：

a.如果可能，將位置反饋極性開關(guān)打到另一位置。(某些驅(qū)動(dòng)器上可以)

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

c.如使用編碼器，將驅(qū)動(dòng)器上的ENC A和ENC B對調(diào)接入。

d.如在HALL速度模式下，將驅(qū)動(dòng)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(shí)，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(dòng)器信號地的。

6、電機(jī)在一個(gè)方向上比另一個(gè)方向跑得快

(1)故障原因：無刷電機(jī)的相位搞錯(cuò)。

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(shí)，測試/偏差開關(guān)打在測試位置。

處理方法：將測試/偏差開關(guān)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(shè)定。

7、示波器檢查驅(qū)動(dòng)器的電流監(jiān)控輸出端時(shí)，發(fā)現(xiàn)它全為噪聲，無法讀出

故障原因：電流監(jiān)控輸出端沒有與交流電源相隔離(變壓器)。

處理方法：可以用直流電壓表檢測觀察。

8、伺服電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)電機(jī)偏差計(jì)數(shù)器溢出錯(cuò)誤，如何處理?

(1)故障原因：高速旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生電機(jī)偏差計(jì)數(shù)器溢出錯(cuò)誤;

處理方法：檢查電機(jī)動(dòng)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(shí)發(fā)生電機(jī)偏差計(jì)數(shù)器溢出錯(cuò)誤;

處理方法：a.增益設(shè)置太大，重新手動(dòng)調(diào)整增益或使用自動(dòng)調(diào)整增益功能;

b.延長加減速時(shí)間;

c.負(fù)載過重，需要重新選定更大容量的電機(jī)或減輕負(fù)載，加裝減速機(jī)等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提高負(fù)荷能力。

(3)故障原因：運(yùn)行過程中發(fā)生電機(jī)偏差計(jì)數(shù)器溢出錯(cuò)誤。

處理方法：a.增大偏差計(jì)數(shù)器溢出水平設(shè)定值;

b.減慢旋轉(zhuǎn)速度;

c.延長加減速時(shí)間;

d.負(fù)載過重，需要重新選定更大容量的電機(jī)或減輕負(fù)載，加裝減速機(jī)等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提高負(fù)載能力。

9、伺服電機(jī)在有脈沖輸出時(shí)不運(yùn)轉(zhuǎn)，如何處理?

① 監(jiān)視控制器的脈沖輸出當(dāng)前值以及脈沖輸出燈是否閃爍，確認(rèn)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(dòng)器的控制電纜，動(dòng)力電纜，編碼器電纜是否配線錯(cuò)誤，破損或者接觸不良;

③ 檢查帶制動(dòng)器的伺服電機(jī)其制動(dòng)器是否已經(jīng)打開;

④ 監(jiān)視伺服驅(qū)動(dòng)器的面板確認(rèn)脈沖指令是否輸入;

⑤ Run運(yùn)行指令正常;

⑥ 控制模式務(wù)必選擇位置控制模式;

⑦ 伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)置的輸入脈沖類型和指令脈沖的設(shè)置是否一致;

⑧ 確保正轉(zhuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)禁止，反轉(zhuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)禁止信號以及偏差計(jì)數(shù)器復(fù)位信號沒有被輸入，脫開負(fù)載并且空載運(yùn)行正常，檢查機(jī)械系統(tǒng)。

審核編輯：湯梓紅