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永磁同步伺服電機調零技術介紹
發布時間：2021-11-29 17:51:10 1820人看過 字號：大 中 小
1 調零工作需準備材料
（1）旋轉變壓器角度測量儀器1臺。
（2）直流24V電源，1塊，（輸入電壓AC 220V；輸出電壓DC 24V；輸出電流10-15A具體根據負載情況確定）。
（3）BV-500V-1.5mm2導線若干。
（4）限流電阻0.5-3Ω左右，1只（若無限流電阻可以用增加導線長度或螺栓代替）；
（5）數字萬用表1塊。
（6）額定電流10A或16A空氣開關1個；4A空開2個。
（7）交流220V 16A插排1個。
（8）伺服電機旋轉變壓器零點已動時，需準備同型號且性能完好的伺服電機1臺。
（9）一字、+字小口螺絲刀各1只。
（10）內六方，1套。
2 伺服電機調零接線
2.1按供電回路圖接線
圖1供電回路圖
按圖1供電回路圖，完成相關設備的電源接線。接線后暫時不送電，根據調試步驟進行送電。
2.2旋轉變壓器接線
旋轉變壓器與旋轉變壓器測量儀按圖2完成接線[1]。
圖2 旋轉變壓器與角度測量儀接線圖
必須確保旋轉變壓器與旋轉變壓器測量儀之間的接線正確，否則有將會導致設備損壞。必要時查看伺服電機說明書，以確保接線正確。
3 伺服電機調零方法
3.1檢查旋轉變壓器
（1）按圖1、圖2完成設備接線。
（2）送上AC 220V電源。
（3）合上QF3旋轉變壓器測量儀電源空氣開關，給伺服調零儀供電。
（4）合上QF1伺服電機抱閘電源空氣開關，給抱閘送電。
（5）檢查確認伺服電機抱閘已松開，旋轉變壓器測量儀數碼管顯示當前角度值。
（6）緩慢均勻旋轉伺服電機轉子轉動幾圈，觀察旋轉變壓器測量儀是否隨轉子轉動而均勻的0-359.9度范圍內變化。
（6）如果旋轉變壓器測量儀沒有亂閃或跳動，可以確認旋轉變壓器完好，可以開
展下一步調零工作。
（7）如果旋轉變壓器測量儀亂閃或跳動，則判斷換旋轉變壓器故障，需更換性能完好旋轉變壓器后進行調零。
3.2限流電阻的選擇及定子繞組的電流計算
（1）伺服電機U、V定子繞組通入直流電，定子形成磁極吸引轉子永磁極，為伺服電機找機械零點提供磁場。
（2）通過定子繞組的直流電流一般為伺服電機額定銘牌最大電流Imax的20%-50%，通過電流不允許超過伺服電銘牌標注的最大電流值Imax。
（3）如果限流電阻選擇過大，通入定子繞組的直流電流較小，定子磁極無法固定轉子磁極，無法自動找到伺服電機機械零點。
（4）電機定子繞組通過直流電流的計算方法；停交流220V電源后，拆開直流24V電源裝置+、-輸出側導線測量回路電阻值（包括導線阻值、限流電阻阻值、電機阻值）。根據公式I=U/R，計算出通過伺服電機U、V的直流電流值。
（6）某公司這臺伺服電機，測量U、V電機繞組回路電阻值2.2Ω，串入0.5Ω的熱浸鋅螺栓代替限流電阻，回路總電阻2.7Ω，計算通過電機U、V箱繞組的直流電流24V/2.7Ω≈8.8A，電銘牌最大電流值Imax=40A,通過直流電流占伺服電機最大電流Imax的22%。
3.3正常伺服電機零點數據測量
正常運行的伺服電機檢修前或需要檢修的伺服電機機械零點位置發生移動，需要找同型號性能完好的伺服電機對其測量旋轉變壓器機械零點和伺服電機機械零點，為伺服電機檢修后調零準備參考點。
（1）按圖1、圖2完成設備接線。
（2）送上AC 220V電源。
（3）合上QF3伺服電機調零電源空氣開關，旋轉變壓器測量儀顯示通電正常；
（4）合上QF1空氣開關，伺服電機抱閘得電松開；
（4）通過旋轉伺服電機轉子，調至旋轉變壓器測量儀顯示“0.0”度，找到旋轉變壓器的機械零點，如圖3。
圖3 變壓器機械零點0.0
（5）合上QF2空氣開關，電機定子繞組U、V通入直流電，電機轉子自動轉動到一定角度并把轉子抱死，找到伺服電機的機械零點，記錄下該型號電機旋轉變壓器機械零點與伺服電機機械零點的偏差角度“310.3”度，如圖4。
圖4偏差角度310.3
（6）如果伺服電機轉子如果沒有自動抱死，說明通入定子繞組的直流電流偏小，形成的磁場力無法固定轉子磁極。應逐步試著逐步減少限流電阻的阻值，增加通入電機U、V相繞組之間的電流值，直至通入直流電后電機轉子能自動鎖死為止。通入的直流電流，最大不能超過電機的允許電流Imax。
（7）旋轉伺服電機轉子，再次調至旋轉變壓器測量儀顯示“0.0”度。
（8）再次，合上QF2空氣開關，給伺服電機U、V相繞組通入直流24V電源。這時伺服電機轉子自動旋轉一個角度并把轉子鎖“死”，旋轉變壓器測量儀如圖4顯示“310.3”度。310.3度是同型號伺服電機旋轉變壓器機械零點與伺服電機機械零點角度出廠偏差值。
3.4永磁同步伺服電機調零
（1）把需要調零點的伺服電機按圖1、圖2完成接線。
（2）送上交流220V電源。
（3）合上QF3伺服電機定子繞組電源空氣開關，旋轉變壓器測量儀顯示通電正常。
（4）合上QF1空氣開關，伺服電機抱閘得電松開。
（5）旋轉伺服電機轉子，不斷調整旋轉變壓器輸出角度，至旋轉變壓器測量儀顯示0.0度，找到旋轉變壓器的零點，如圖3所示。
（6）合上QF2空氣開關，給伺服電機U、V相繞組通入直流電機，這時伺服電機轉子，自動旋轉一個角度后自動把伺服電機轉子抱死，伺服電機轉子無法轉動，找到伺服電機的機械零點。
（7）松開伺服電機旋轉變壓器左右兩側固定螺栓，如圖5所示。
圖5 松開旋轉變壓器固定螺栓
（8）試著左右轉動旋轉變壓器，如圖6所示。
圖6轉動旋轉變壓器
調至旋轉變壓器測量儀顯示310.3度，這時該伺服電機旋轉變壓器機械零點與電機
的機械零點偏差角度回復出廠值，如圖4所示。
（9）緊固旋轉變壓器左右兩個固定螺栓。固定旋轉變壓器的過程中，旋轉變壓器角度很容易變動，所以要求兩人同時工作，一人往里面按住旋轉變壓器；一人緊固旋轉變壓器固定螺栓。緊固時，盡量左右兩側均衡緊固；不要把一個螺栓緊固到位，再緊固另一個螺栓，如圖7所示。
圖7 固定旋轉變壓器
（10）拉開QF2空氣開關，把定子繞組U、V相繞組直流電源切斷；轉動伺服電機轉子至旋轉變壓器測量儀顯示0.0。
(11)合上QF2空氣開關，轉子自動轉動一定角度，并鎖死。檢查旋轉變壓器測量儀是顯示“310.3”度，伺服電機調零工作結束，該伺服電機零點已回復出廠值。
（12）如果旋轉變壓器測量儀顯示偏離“310.3”，則按上述1-11步驟反復調試，直至3次以上合上QF2給伺服電機U、V繞組通道后旋轉變壓器測量儀均顯示與正常伺服電機顯示角度一致“310.3”度，伺服電機調零工作就了。該伺服電機零點已恢復出廠值，該電機可以正常使用了。
4 總結
永磁同步伺服電機，其基本結構包括定子、和轉子（轉子上安裝永磁體）兩個部分；旋轉變壓器，其基本結構也是包括定子和轉子兩個部分，旋轉變壓器的轉子固定在伺服電機的轉子上。
本技術是利用旋轉變壓器測量儀可以測量旋轉變壓器轉動角度的原理及磁極異性相吸的原理，完成了永磁同步伺服電機調零工作。首先，通過旋轉變壓器測量儀找到同型號性能完好的永磁同步伺服電機旋轉變壓器機械零點，通過伺服電機定子U/V兩相繞組通入足夠大的直流電后形成的固定磁極與吸引轉子磁極，依靠吸力把轉子牢牢固定，這時是旋轉變壓器測量儀會顯示一個偏轉角度值。這個偏轉角度值就是永磁同步伺服電機調零點參考依據。然后，確定需要調零永磁同步伺服電機的機械零點，根據旋轉變壓器機械零點與伺服電機機械零點的偏轉角度值，定位旋轉變壓器的位置。最后，再對調整后的永磁同步伺服電機按正常永磁伺服電機的檢測方法進行復測，經過反復多次調整、復測后恢復永磁同步伺服電機出廠時的零點值，這樣就完成了永磁同步伺服電機的調零工作。
外委維修一臺永磁同步伺服電機，維修費用約2000-3000元，維修費用較高。購買一臺旋轉變壓器角度檢測儀市場價不足1000元，兩位維修電工一個上午就可以完成
1-2臺伺服電機調零點工作。掌握永磁同步伺服電機調零技術后，通過自主維修大大降低伺服電機維修費用。通過旋轉變壓器角度測量儀實現永磁伺服電機調零點的技術，操作簡單、方便，在永磁同步伺服電機維修方面具有極大的實用推廣價值。把該項技術獻給需要了解永磁同步伺服電機調零工作的工程技術人員，僅供參考。由于作者水平有限，文中不當之處，懇請給予批評指正。
參考文獻
[1] 黃志堅.電氣伺服控制技術與應用[M].北京：中國電力出版設，2018-188.
作者簡介
1. 姓名：龐忠；
2. 出生年份：1974年；
3. 性別：男；
4. 籍貫：山東省 棗莊市 滕州市；
5. 畢業學校及專業：山東理工大學 電氣工程及自動化專業 本科；
6. 公司名稱：聯泓新材料科技股份有限公司；
7. 職稱：高級工程師；
8. 職務：高級電氣經理；
9. 研究方向:主要從事化工廠電氣設備運行與電氣設備檢修技術管理工作;
10. 聯系方式：山東省滕州市木石鎮魯南高科技化工園區 聯泓新材料科技股份有限公司 277527 龐忠18769278796
11. 郵箱： sdtzpz@sina.com或pangzhong@levima.cn
