故障原因分析
位置超差方面
负载惯性过大:当负载的惯性超出驱动器和电机的控制能力时,在电机加减速或者运行过程中,可能无法jingque控制位置,导致位置偏差累积,终超出允许范围,触发 Er.201 故障。例如,在一些大型惯性负载(如离心机、印刷机的滚筒等)的启动和停止阶段容易出现这种情况。
机械传动部件松动或磨损:电机与负载之间的联轴器、皮带、链条等传动部件如果松动、磨损或者间隙过大,会影响位置控制的精度。在运动过程中,这些部件的弹性变形或者间隙会导致位置偏差,当偏差超过设定值时就会报警。
位置指令与实际运行不匹配:位置给定信号(可以是脉冲信号、模拟量信号或者通信给定的数字位置信号)可能由于信号源故障、参数设置错误、干扰等原因与电机实际能够达到的位置不匹配。例如,给定的脉冲频率过高,电机无法及时响应,导致位置超差。
位置反馈异常
编码器故障:电机上的编码器是提供位置反馈的关键部件。如果编码器损坏、受到污染、内部线路断路或短路,或者编码器与驱动器之间的连接出现问题,会导致位置反馈信号错误或丢失,使驱动器无法准确判断电机位置,从而引发 Er.201 故障。
反馈线路问题:编码器的连接线可能因为长期弯折、磨损、受潮或者受到电磁干扰而出现故障。如线路的屏蔽层损坏、信号线断路或短路等情况,都可能影响位置反馈信号的正常传输,进而导致位置超差报警。
驱动器内部位置控制相关硬件或软件故障
控制板故障:驱动器控制板上的集成电路(IC)、晶振、电容、电阻等元件受到干扰后可能会损坏。例如,微处理器芯片可能因为干扰而出现程序错误、死机或者数据丢失等情况,影响位置控制逻辑,导致位置控制不准确,触发故障。
位置控制算法参数设置不当:驱动器的位置控制算法(如比例增益、积分时间、微分时间等参数)设置不合理。例如,比例增益过小可能导致位置控制响应慢,积分时间过长可能会使位置稳态误差增大,这些情况都可能导致位置超差。
诊断维修步骤
位置超差相关因素检查
负载和传动部件检查:
负载惯性评估:根据负载的类型和大小,判断惯性是否超出驱动器和电机的能力范围。对于惯性过大的负载,可以考虑增加减速机、飞轮等装置来平衡惯性,或者采用更合适的控制策略(如适当延长加减速时间)来减小位置偏差。
机械传动检查:检查电机与负载之间的传动部件,包括联轴器、皮带、链条等。查看是否有松动、磨损、间隙过大等情况。对于松动的部件,需要重新紧固;对于磨损严重的部件,应及时更换。在安装传动部件时,要确保安装精度,减小间隙。
位置指令检查:
信号源检查:对于脉冲信号给定,使用示波器等设备检查信号源输出的脉冲信号是否正常,包括脉冲频率、脉冲数、脉冲幅值等参数是否符合要求。对于模拟量位置给定信号,使用万用表测量给定信号源(如电位器、PLC 模拟量输出模块等)的输出电压,确保其在正常范围内,并且信号稳定。对于数字位置给定信号(通过通信方式给定),检查通信参数是否正确,信号是否完整传输。
参数匹配检查:核对位置给定信号的参数设置与驱动器的要求是否一致。例如,检查脉冲信号的分辨率、计数方式、脉冲当量等参数是否正确设置。如果参数不匹配,按照驱动器的用户手册进行正确设置。
位置反馈检查
编码器检查:
外观检查:首先查看编码器的外观是否有损坏迹象,如外壳破裂、轴松动、有异物进入等。对于有密封要求的编码器,检查密封是否良好,防止灰尘、油污等进入。
连接检查:检查编码器与驱动器之间的连接线是否牢固,插头是否插紧,引脚是否有氧化、松动或折断的情况。可以使用万用表的电阻档检查线路的通断情况,确保信号线和电源线都正常连接。
性能测试(如有条件):使用的编码器测试设备或者通过驱动器的自诊断功能(如果有)来测试编码器的性能。检查编码器输出的脉冲信号是否正常,脉冲频率是否与电机实际转速相对应,脉冲计数是否准确反映电机位置变化。如果发现编码器输出异常,可能需要更换编码器。
反馈线路检查:
线路完整性检查:仔细检查编码器反馈线路的整个路径,查看是否有破损、老化、被挤压等情况。对于屏蔽线,要确保屏蔽层接地良好,以减少电磁干扰。如果发现线路有损坏部分,需要更换新的线路。
电磁干扰检查:观察编码器反馈线路周围是否有强电磁干扰源,如大型电机、电焊机、高频设备等。如果存在干扰可能,可以采取屏蔽措施,如使用金属导管对线路进行屏蔽,或者在驱动器和编码器两端增加滤波器来抑制干扰。
驱动器内部检查
控制板检查:打开驱动器外壳,观察控制板上的元件是否有明显的损坏迹象,如烧焦、鼓起、元件脱落等。对于可疑的元件,在断电的情况下,使用万用表进行简单的电阻、电压测量。例如,检查芯片的电源引脚与地之间的电阻是否正常,判断是否有短路情况。如果有条件,可以使用示波器检查控制板上关键信号的波形,如时钟信号、复位信号、控制信号等,对比正常波形和实际波形,查找波形异常的部分,确定可能的故障元件。
位置控制算法参数检查:进入驱动器的参数设置界面,检查位置控制算法的参数(如比例增益、积分时间、微分时间等)。如果不确定这些参数是否合适,可以先将其恢复到驱动器的默认值,然后根据电机和负载的特性,逐步调整这些参数。在调整过程中,观察位置控制的精度是否提高,是否还出现 Er.201 故障。