伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子損壞原因





伺服轉(zhuǎn)子損壞一般分幾類(lèi):永磁體脫落/碎裂、轉(zhuǎn)子軸彎曲/斷裂、軸承位磨損、磁鋼退磁、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條/短路環(huán)損壞(異步伺服)。永磁同步伺服是現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn),絕大多數(shù)是永磁體故障。
一、永磁體(磁鋼)損壞(永磁同步伺服多)
高溫退磁長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、散熱差,轉(zhuǎn)子溫度超過(guò)磁鋼耐溫等級(jí)(N級(jí)、SH、UH等),退磁?,F(xiàn)象:電機(jī)出力大幅下降,同樣負(fù)載下電流飆升,發(fā)熱大,轉(zhuǎn)矩不足。
磁鋼脫落、開(kāi)裂
劇烈沖擊、急啟停、頻繁正反轉(zhuǎn),巨大離心力+交變應(yīng)力,粘接膠失效,磁鋼脫落。
電機(jī)內(nèi)部高溫,膠水老化失效;重繞/維修時(shí)加熱定子,溫度傳導(dǎo)烤壞轉(zhuǎn)子磁鋼膠。
轉(zhuǎn)子掃膛,定子鐵芯刮撞磁鋼,直接打碎磁鋼。
磁鋼表面磨損 轉(zhuǎn)子偏心掃膛,定子摩擦磁鋼保護(hù)層,磁鋼掉粉、缺塊。
二、轉(zhuǎn)子軸損傷(電機(jī)主軸)
軸彎曲
聯(lián)軸器同軸度嚴(yán)重偏差,長(zhǎng)期偏載;外部撞擊、硬限位撞擊。
抱死堵轉(zhuǎn),巨大扭矩沖擊把軸打彎。 后果:運(yùn)行跳動(dòng)大、振動(dòng)大、噪音大,持續(xù)掃膛,連帶損壞編碼器。
軸斷裂瞬間沖擊扭矩遠(yuǎn)超轉(zhuǎn)子軸材料極限;軸肩位置應(yīng)力集中,疲勞斷裂。多見(jiàn)于重載頻繁換向設(shè)備。
軸承位磨損(跑內(nèi)圓) 軸承內(nèi)圈和轉(zhuǎn)子軸配合松動(dòng),軸承打滑,磨細(xì)轉(zhuǎn)子軸頸?,F(xiàn)象:轉(zhuǎn)子徑向間隙變大,掃膛,振動(dòng)異響。
三、掃膛帶來(lái)的轉(zhuǎn)子次生損壞(高頻連鎖故障)
根源大多是電機(jī)軸承失效: 軸承磨損 → 轉(zhuǎn)子徑向間隙變大 →轉(zhuǎn)子和定子鐵芯摩擦(掃膛)
刮碎磁鋼
轉(zhuǎn)子表面磨出溝槽
摩擦產(chǎn)生高溫,加速退磁、燒毀定子線(xiàn)圈
一旦發(fā)生掃膛,定子線(xiàn)圈和轉(zhuǎn)子大概率同時(shí)受損,只換軸承會(huì)再次掃膛。
四、電氣原因造成轉(zhuǎn)子損壞
驅(qū)動(dòng)器輸出異常,大電流沖擊IGBT模塊擊穿、缺相、輸出三相不平衡,巨大脈動(dòng)扭矩沖擊轉(zhuǎn)子,磁鋼承受交變沖擊,開(kāi)裂脫落。
高頻振蕩、增益過(guò)高,持續(xù)扭矩抖動(dòng),磁鋼長(zhǎng)期疲勞。
短路故障瞬間大電流產(chǎn)生強(qiáng)反向磁場(chǎng),沖擊磁鋼,造成退磁。
五、機(jī)械安裝與負(fù)載原因
聯(lián)軸器安裝敲擊軸,沖擊力傳遞到轉(zhuǎn)子,磁鋼松動(dòng)。
負(fù)載卡死堵轉(zhuǎn),瞬間巨大扭矩沖擊轉(zhuǎn)子。
減速機(jī)、絲杠卡死,負(fù)載側(cè)反向沖擊回饋到電機(jī)轉(zhuǎn)子。
軸向推力過(guò)大:絲桿電機(jī)推力傳到轉(zhuǎn)子,造成轉(zhuǎn)子竄動(dòng),磨損軸承、碰擦編碼器。
六、環(huán)境與老化
高溫環(huán)境長(zhǎng)期運(yùn)行,磁鋼膠水老化,磁性能衰減。
內(nèi)部油霧、切削液滲入,腐蝕磁鋼粘接層。
長(zhǎng)期振動(dòng)疲勞,磁鋼粘接處慢慢開(kāi)裂。
異步伺服(感應(yīng)伺服)轉(zhuǎn)子特有損壞
轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂、端環(huán)開(kāi)裂:長(zhǎng)期過(guò)載、頻繁沖擊,大電流熱應(yīng)力導(dǎo)致。 現(xiàn)象:電機(jī)出力不足、振動(dòng)大、電流波動(dòng)大。
快速現(xiàn)象判斷
電機(jī)出力變小,電流變大,無(wú)線(xiàn)圈短路:磁鋼退磁
電機(jī)異響、摩擦聲,定子內(nèi)部有鐵屑:掃膛,磁鋼磨損/碎裂
振動(dòng)大,盤(pán)軸徑向跳動(dòng)明顯:轉(zhuǎn)子軸彎曲、軸承位磨損
突然停機(jī),拆開(kāi)發(fā)現(xiàn)磁鋼掉塊:沖擊過(guò)載、膠水失效
排查要點(diǎn)(防止再次損壞轉(zhuǎn)子)
檢查電機(jī)軸承有無(wú)間隙、異響,軸承壞必須立刻更換,避免掃膛。
聯(lián)軸器找正,控制同軸度,禁止敲擊軸安裝。
合理設(shè)置驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)矩限制,防止堵轉(zhuǎn)、沖擊扭矩超限。
降低過(guò)高伺服增益,避免持續(xù)振蕩沖擊轉(zhuǎn)子。
控制電機(jī)溫升,不要長(zhǎng)期超額定負(fù)載運(yùn)行。
驅(qū)動(dòng)器故障(模塊損壞)必須先修好驅(qū)動(dòng)器再換新電機(jī),否則沖擊電流再次打壞轉(zhuǎn)子磁鋼。
重點(diǎn)提醒:轉(zhuǎn)子磁鋼損壞,肉眼不一定看得出來(lái),退磁只能通過(guò)負(fù)載電流、轉(zhuǎn)矩測(cè)試判斷,萬(wàn)用表測(cè)不出來(lái)。
要不要我把轉(zhuǎn)子損壞、定子線(xiàn)圈燒毀、編碼器故障三者做一個(gè)對(duì)比表,方便現(xiàn)場(chǎng)區(qū)分是哪一部分損壞?
更新時(shí)間
- 黃金會(huì)員
- 第4年
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- 91440605MA56EXH309
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- 2021年05月17日
- 法定代表人
- 黃華強(qiáng)
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