伺服电机损坏的最常见处理方式

保障伺服电机在最佳状态下运行，对于任何一个工业企业来说都是至关重要的，因为伺服电机故障造成的停机成本可能会非常昂贵的，无论是在经济上还是在时间上。下面，让我们来分享一些常见的伺服电机的故障及潜在的原因分析。

伺服电机都会在驱动侧和非驱动侧各放置一个轴承，以连接和支撑电机转轴。其中驱动侧轴承需要支撑外部机械连接的轴向和/或径向负载，通常具有较大的尺寸和轴负荷。伺服电机滚珠轴承需要具备双重保护和永久润滑的特点，在正常使用条件是需要严格保养的。

一． 轴承故障

作为伺服电机中最主要的磨损件，一半以上伺服电机故障通常都是因为轴承。具体现状多种多样，比如：电机转动时产生抖动、异响等，电机转轴卡死。轴承故障如没有及时的处理，还会带来次生损害。像轴承锈蚀的碎屑飞入制动器或电机编码器，就会造成更加严重的损失。

可能的原因：

影响电机轴承寿命的因素包括：作用在轴承上的轴向负载、径向负载、电机转速、运行温度及轴承额定参数。导致轴承故障的原因很多，

常见的包括：

a. 不适当的机械载荷（如过载，径向不对中，轴向推力，皮带张力问题）

b. 过度的震动和冲击

c. 超速运行

d. 轴电流

e. 过热（导致润滑损失）

f. 潮湿或进入液体

g. 污染物（粉尘或污垢）

对策

a. 在使用伺服电机时不能长时间超过额定负载运行

b. 对于有轴电流的场合，增加导电刷或者采用含绝缘轴承的电机

c. 对伺服电机进行预防性维护

定期维护的做法虽然能规避意外故障发生的风险，但并不是最有效的方法。因为轴承磨损的情况不相同。当轴承出现异常情况或使用寿命到期时，应及时更换轴承。更换轴承的牌号应尽量同原轴承相同。

二． 轴密封故障

对于电机暴露的应用在污染环境中，通常需要配备油封。工业级骨架油封能够阻隔污染物来延长电机寿命。注：轴密封较易磨损，需定期检查和替换。

故障现象：轴封磨损

可能的原因：意外损坏；正常磨损

对策：预防性维护。建议每3 个月替换一次，最长不超过 12 个月。

三． 定子及绕组

绕组问题是伺服电动机的第二大常见故障。

故障现象：绕组发生故障时，电机会发生短路，导致电机内部烧灼。

可能的原因：

a. 过载

b. 过压

c. 缺相

d. 错误的接线

e. 不恰当的驱动参数设置

f. 环境温度过高

g. 冷却装置失灵

h. 物理损坏

对策：

a. 在使用伺服电机时不能长时间超过额定负载运行

b. 监控电流及电流随时间的积累

c. 监控绕组温度

四． 转子及转轴

伺服电机的转子通常由永磁体构成。永磁体磁片通过贴面或者嵌入的方式，固定在电机的转轴上。

故障现象：转轴断裂、变形；磁片脱落

可能的原因：

a. 可能的原因包括过量的振动

b. 过多的启动或反转次数，或者启动/反转之间的间隔太短

c. 过热

d. 意外的碰撞

对策：在额定的负载下运行，避免意外的碰撞

五． 电机反馈装置

电机反馈装置将位置信号反馈给驱动器，从而使驱动器发出精确地电流以便进行精准的位置控制。多圈绝对值编码器则另具圈数记录的功能。采用后备电池技术的多圈绝对值编码器，依赖外部电池的电能记录转子圈数信息。

故障现象

a. 零位（圈数）丢失

b. 旋转变压器或编码器磨损

c. 玻璃码盘碎裂

d. 编码器电气故障

对策：

定期更换电池，可以减少这类意外风险。或者，更加一劳永逸的做法是，改用机械多圈的绝对值编码器。

电机的安装必须要可靠接地。对于有轴电流的情况，需要考虑使用绝缘轴承和绝缘编码器或者加装电机轴接地装置。

六． 制动装置（抱闸）

电机制动器是用于电源关闭时，将电机轴制动，防止转动；在制动器通电时，制动器处于释放状态。

故障现象：异响、不能释放、不能制动（抱死）

可能的原因：故障轴承的异物侵入；制动器驱动电路的故障

对策：制动器不应在电机通电的状态下，作为电机减速装置来使用，会加速制动器的磨损。

七． 冷却装置

中小功率的伺服电机都采用是自冷却。对于功率较大或特殊应用场合的伺服电机应用风冷或者液冷。

故障现象：风扇抖动或堵转；冷却液渗漏

可能的原因：灰尘；冷却液渗漏；意外撞击造成的物理损伤。

对策：增加滤网并定期更换；定期检查冷却装置

八． 电气连接装置

包括接线端子盒和插座。

故障现象及原因：多为连接装置的机械损坏故障

对策：使用时避免意外

九． 联轴器和皮带轮

连接电机轴需要抗扭刚性联轴器或加固型的皮带，频繁的加减速可导致联轴器或皮带变松或滑动。

故障现象及原因：在安装过程中，如果轴受到剧烈冲击，会对电机轴承和/或编码器造成致命的损坏。

对策：安装或拆卸过程中，严禁使用工具敲击轴、联轴器或滑轮。

伺服电动机的其他问题处理技巧 

1. 电动机窜动：在进给时出现窜动现象，测速信号不稳定，如编码器有裂纹；接线端子接触不良，如螺钉松动等；一般是由于进给传动链的反向问隙或伺服驱动增益过大所致；  

2. 电动机爬行：一般发生在起动加速段或低速进给时，是由于进给传动链的润滑状态不良，伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。要注意的是，伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢；   

3. 电动机振动：机床高速运行时，可能产生振动，会产生过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，所以应寻找速度环问题；   

4. 电动机转矩降低：伺服电动机从额定堵转转矩到高速运转时，发现转矩会突然降低，是由电动机绕组的散热损坏和机械部分发热引起的。高速时，电动机温升变大，因此，正确使用伺服电动机前一定要对电动机的负载进行验算；   

5. 电动机位置误差：当伺服轴运动超过位置允差范围时，伺服驱动器就会出现“4”号位置超差报警。主要原因有：系统设定的允差范围小；伺服系统增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累计误差过大等； 

审核编辑 ：李倩