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三菱驱动器电机抖动维修,如何排查解决?

维修前安全须知

在进行任何检查之前,请务必遵守以下安全规范:

三菱驱动器电机抖动维修,如何排查解决?-图1
(图片来源网络,侵删)
  1. 断电操作:务必切断驱动器、电机和主电源的总开关,并等待至少5-10分钟,让内部电容完全放电。
  2. 确认设备状态:确保设备已完全停止,并处于安全状态,防止意外启动造成人身伤害或设备损坏。
  3. 使用专业工具:使用万用表、钳形表等合格的电工工具。

第一步:初步检查与现象分析

在深入排查前,先清晰地描述抖动的现象,这有助于缩小问题范围:

  • 抖动发生在什么阶段?
    • 启动时抖动:电机刚一启动就剧烈抖动,然后可能恢复正常或报错。
    • 运行中抖动:电机在某个速度下持续抖动,尤其是在低速时。
    • 加减速时抖动:在加速或减速过程中出现抖动。
    • 定位时抖动:在进行点动或定位时,电机来回抖动无法稳定。
  • 抖动的程度如何?
    • 轻微的振动(手能感觉到)。
    • 明显的抖动(能看到部件晃动)。
    • 剧烈的抖动(并伴有异常噪音)。
  • 是否伴随报警?

    驱动器是否有报警代码显示?报警代码是排查故障最直接的线索。


第二步:机械部分检查(占比最高)

电机抖动,很大概率是机械问题,请优先检查这部分。

  1. 电机与负载的连接

    三菱驱动器电机抖动维修,如何排查解决?-图2
    (图片来源网络,侵删)
    • 联轴器:检查联轴器是否松动、磨损、弹性体(梅花垫、橡胶圈)是否老化或损坏,确保电机轴与负载轴的对中精度(同轴度)在允许范围内,不对中是导致抖动的常见原因。
    • 皮带/链条传动:检查皮带是否过松、过紧或磨损不均,检查链条是否过松,链轮是否磨损,皮带打滑或链条松紧不均都会引起周期性抖动。
    • 齿轮箱:检查齿轮箱的齿轮是否有磨损、断齿,润滑是否良好。
  2. 机械负载本身

    检查负载(如工作台、传送带、夹具等)是否有卡死、异物干涉、导轨润滑不良等问题,负载运动不顺畅,电机自然会“带不动”而抖动。

  3. 电机本身

    • 用手转动电机输出轴,感受是否顺畅,如果转动沉重或有“咯噔”声,可能是电机轴承损坏或内部卡死。
    • 检查电机编码器连接线是否牢固,编码器本身是否损坏。

第三步:电气部分检查

如果机械部分没有问题,那么就需要检查电气连接和驱动器本身。

三菱驱动器电机抖动维修,如何排查解决?-图3
(图片来源网络,侵删)
  1. 驱动器与电机的连接

    • 动力线(U, V, W):检查动力线是否连接牢固,有无虚接、氧化或接触不良,可以重新紧固一遍接线端子。
    • 编码器反馈线:这是极其关键的一环,编码器反馈信号的质量直接影响电机的平稳性。
      • 检查编码器线(如JMF/JM4电缆)是否插紧,针脚有无弯折或损坏。
      • 检查编码器线是否受到强电磁干扰(如与动力线并行走线),应尽量使用屏蔽电缆,并将屏蔽层正确接地。
      • 如果编码器线老化或损坏,可能导致信号丢失或错误,引起电机“失步”或抖动。
  2. 驱动器本体

    • 检查报警:这是最直接的方法,查看驱动器面板上的报警代码,并对照三菱驱动器的《用户手册》中的报警代码表进行查找。
      • AL.01(过电流):可能是电机短路、驱动器IGBT模块损坏、或负载过大导致堵转。
      • AL.02(过电压):输入电压过高,或减速时间太短导致再生能量无法释放。
      • AL.22(负载量检测异常):实际负载超过了驱动器的设定范围,通常与机械卡死或参数严重错误有关。
      • AL.E(编码器错误):直接指向编码器或其连接线路的问题。
    • 母线电压检测:使用万用表测量驱动器内部的直流母线电压(P和N端子之间),是否在正常范围内(通常为输入电压的1.414倍左右,如380V输入,母线电压约540V),电压过低可能导致驱动器无力而抖动。

第四步:参数设置检查

错误的参数设置是导致电机性能不佳的常见原因,尤其是在更换电机或负载后。

  1. 电机参数匹配

    • 电机代码(Pr.0):确保此参数设置为与您所使用的三菱电机型号完全一致,如果不匹配,驱动器无法获取正确的电机模型参数,控制会严重失稳。
    • 控制模式(Pr.0 / Pr.200):确认您使用的是速度控制模式(Pr.200=0)还是转矩控制模式(Pr.200=1)或位置控制模式,不同模式下的参数设置差异很大。
  2. 关键控制参数

    • 增益参数
      • 速度增益(Pr.80):增益过低,电机响应慢,容易受干扰而抖动;增益过高,系统可能振荡,导致高速抖动,可以尝试适当增大此值。
      • 位置增益(Pr.182):在位置控制模式下,此参数影响定位的响应速度和稳定性,过低会慢,过高会抖。
    • 积分时间常数(Pr.81):用于消除稳态误差,如果设置不当,可能导致系统低频振荡。
    • 加减速时间(Pr.20, Pr.21):加减速时间设置过短,尤其是在大惯性负载下,会导致电机电流急剧增大,驱动器可能因过流而抖动或报警。
    • 负载惯量比(Pr.182 / 自动调谐):如果负载的转动惯量与电机惯量不匹配,系统会非常不稳定。建议进行自动调谐
      • 操作方法:在确保机械安全的前提下,将Pr.182设置为“0”(选择自动调谐),然后运行驱动器,驱动器会自动空载运行并计算最优的增益参数,调谐完成后,务必将Pr.182改回“1”(选择负载惯量比),并手动输入负载的实际惯量比(如果已知),以获得更好的动态性能。
  3. V/F曲线(Pr.0为999时)

    如果您使用的是通用电机(非三菱伺服电机),且将Pr.0设置为999,则使用V/F控制模式,需要检查V/F曲线(Pr.900-Pr.903)的设置是否合理,特别是低频时的电压补偿是否足够。


第五步:驱动器硬件故障

如果以上所有步骤都检查过,问题依旧,那么可能是驱动器硬件损坏。

  1. IGBT功率模块损坏:这是最严重的硬件故障,损坏的模块可能导致输出缺相、三相不平衡,从而引起电机剧烈抖动,通常需要更换整个功率模块板。
  2. 驱动板或控制板故障:负责信号处理和计算的电路板出现故障,会导致输出异常。
  3. 电流检测电路故障:电流检测电路采样不准,会导致驱动器无法正确控制输出电流,引发抖动。

硬件故障的判断:如果驱动器有明确的硬件报警(如AL.01持续无法复位),或者闻到烧焦的气味,看到元件有明显的烧毁痕迹,基本可以确定是硬件问题,这种情况通常需要返厂维修或更换驱动器。


系统化排查流程总结

为了方便您操作,这里提供一个清晰的流程图思路:

[电机抖动]
    │
    ▼
[1. 观察现象] → 启动/运行/加减速?程度?有无报警?
    │
    ├── [有报警] → 查阅手册,根据报警代码针对性排查
    │
    └── [无报警] →
            │
            ▼
[2. 机械检查] →
    ├── 联轴器/皮带/齿轮:松动?磨损?对中?
    │
    ├── 负载:卡死?干涉?
    │
    └── 电机轴承:转动顺畅?
            │
            ▼
[3. 电气检查] →
    ├── 动力线/编码器线:松动?虚接?干扰?
    │
    └── 驱动器母线电压:是否正常?
            │
            ▼
[4. 参数检查] →
    ├── 电机代码/控制模式:是否正确?
    │
    ├── 增益/积分时间:是否过低?
    │
    └── 进行自动调谐 → 调整负载惯量比
            │
            ▼
[5. 硬件故障] →
    └── 怀疑硬件损坏 → 返厂或更换驱动器

建议:按照这个流程,从上到下逐一排查,可以高效地定位问题,对于大多数情况,机械对中问题编码器信号问题是导致电机抖动的最主要原因,参数设置次之,希望这份指南能帮助您成功解决问题!

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