摘 要(yào / yāo)：随着工業自動化水平的(de)提高，永磁同步伺服電機在(zài)現代化企業中的(de)應用越來(lái)廣泛。實際工作中，經常出(chū)現伺服電機維修人(rén)員在(zài)更換電機軸承後，伺服電機無法恢複零點，仍需外委專業公司對伺服電機進行調零，導緻伺服電機維修費用增加，維修周期較長。伺服電機調零技術是(shì)伺服電機維修的(de)關鍵技術，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)把關鍵技術掌握在(zài)自己手中，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)企業降低維修費用，某公司利用旋轉變壓器角度測量儀器掌握了(le／liǎo)永磁同步伺服電機調零技術。爲(wéi / wèi)讓更多的(de)工程技術人(rén)員了(le／liǎo)解、掌握永磁同步伺服電機調零技術，現就(jiù)利用旋轉變壓器角度測量儀調永磁同步伺服電機零點的(de)技術，簡單介紹如下。
關鍵詞：永磁同步伺服電機；旋轉變壓器；角度測量儀
0引言
随着工業自動化水平的(de)提高，伺服電機在(zài)現代化企業中的(de)應用越來(lái)廣泛。實際工作中，經常出(chū)現伺服電機維修人(rén)員在(zài)更換電機軸承後，伺服電機無法回複零點，仍需外委專業公司對伺服電機進行調零，導緻伺服電機維修費用增加，維修周期較長。伺服電機調零技術是(shì)伺服電機維修的(de)關鍵技術之(zhī)一(yī / yì ／yí)，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)把關鍵技術掌握在(zài)自己手中，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)企業降低維修費用，某公司利用旋轉變壓器角度測量儀掌握了(le／liǎo)永磁同步伺服電機調零技術。爲(wéi / wèi)讓更多的(de)工程技術人(rén)員了(le／liǎo)解、掌握伺服電機調零技術， 現以(yǐ)該公司EVA裝置包裝系統SEW電機型号：K77CM90M/BR/TF/RH1L/KK（擺臂）永磁同步交流伺服電機調零經驗爲(wéi / wèi)例介紹如下：

1  調零工作需準備材料

（1）旋轉變壓器角度測量儀器1台。

（2）直流24V電源，1塊，（輸入電壓AC 220V；輸出(chū)電壓DC 24V；輸出(chū)電流10-15A具體根據負載情況确定）。

（3）BV-500V-1.5mm²導線若幹。

（4）限流電阻0.5-3Ω左右，1隻（若無限流電阻可以(yǐ)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(gè)；4A空開2個(gè)。

（7）交流220V  16A插排1個(gè)。

（8）伺服電機旋轉變壓器零點已動時(shí)，需準備同型号且性能完好的(de)伺服電機1台。

（9）一(yī / yì ／yí)字、+字小口螺絲刀各1隻。

（10）内六方，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(de)電源接線。接線後暫時(shí)不(bù)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

必須确保旋轉變壓器與旋轉變壓器測量儀之(zhī)間的(de)接線正确，否則有将會導緻設備損壞。必要(yào / yāo)時(shí)查看伺服電機說(shuō)明書，以(yǐ)确保接線正确。

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(shàng)AC 220V電源。

（3）合上(shàng)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(shàng)QF1伺服電機抱閘電源空氣開關，給抱閘送電。

（5）檢查确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(zǐ)轉動幾圈，觀察旋轉變壓器測量儀是(shì)否随轉子(zǐ)轉動而(ér)均勻的(de)0-359.9度範圍内變化。

（6）如果旋轉變壓器測量儀沒有亂閃或跳動，可以(yǐ)确認旋轉變壓器完好，可以(yǐ)開

展下一(yī / yì ／yí)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後進行調零。

3.2限流電阻的(de)選擇及定子(zǐ)繞組的(de)電流計算

（1）伺服電機U、V定子(zǐ)繞組通入直流電，定子(zǐ)形成磁極吸引轉子(zǐ)永磁極，爲(wéi / wèi)伺服電機找機械零點提供磁場。

（2）通過定子(zǐ)繞組的(de)直流電流一(yī / yì ／yí)般爲(wéi / wèi)伺服電機額定銘牌最大(dà)電流Imax的(de)20%-50%，通過電流不(bù)允許超過伺服電銘牌标注的(de)最大(dà)電流值Imax。

（3）如果限流電阻選擇過大(dà)，通入定子(zǐ)繞組的(de)直流電流較小，定子(zǐ)磁極無法固定轉子(zǐ)磁極，無法自動找到(dào)伺服電機機械零點。

（4）電機定子(zǐ)繞組通過直流電流的(de)計算方法；停交流220V電源後，拆開直流24V電源裝置+、-輸出(chū)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(chū)通過伺服電機U、V的(de)直流電流值。

（6）某公司這(zhè)台伺服電機，測量U、V電機繞組回路電阻值2.2Ω，串入0.5Ω的(de)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(de)直流電流24V/2.7Ω≈8.8A，電銘牌最大(dà)電流值Imax=40A,通過直流電流占伺服電機最大(dà)電流Imax的(de)22%。

3.3正常伺服電機零點數據測量

   正常運行的(de)伺服電機檢修前或需要(yào / yāo)檢修的(de)伺服電機機械零點位置發生移動，需要(yào / yāo)找同型号性能完好的(de)伺服電機對其測量旋轉變壓器機械零點和(hé / huò)伺服電機機械零點，爲(wéi / wèi)伺服電機檢修後調零準備參考點。

（1）按圖1、圖2完成設備接線。

（2）送上(shàng)AC 220V電源。

    （3）合上(shàng)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(shàng)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(zǐ)，調至旋轉變壓器測量儀顯示“0.0”度，找到(dào)旋轉變壓器的(de)機械零點，如圖3。

 

圖3 變壓器機械零點0.0

（5）合上(shàng)QF2空氣開關，電機定子(zǐ)繞組U、V通入直流電，電機轉子(zǐ)自動轉動到(dào)一(yī / yì ／yí)定角度并把轉子(zǐ)抱死，找到(dào)伺服電機的(de)機械零點，記錄下該型号電機旋轉變壓器機械零點與伺服電機機械零點的(de)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(zǐ)如果沒有自動抱死，說(shuō)明通入定子(zǐ)繞組的(de)直流電流偏小，形成的(de)磁場力無法固定轉子(zǐ)磁極。應逐步試着逐步減少限流電阻的(de)阻值，增加通入電機U、V相繞組之(zhī)間的(de)電流值，直至通入直流電後電機轉子(zǐ)能自動鎖死爲(wéi / wèi)止。通入的(de)直流電流，最大(dà)不(bù)能超過電機的(de)允許電流Imax。

（7）旋轉伺服電機轉子(zǐ)，再次調至旋轉變壓器測量儀顯示“0.0”度。

（8）再次，合上(shàng)QF2空氣開關，給伺服電機U、V相繞組通入直流24V電源。這(zhè)時(shí)伺服電機轉子(zǐ)自動旋轉一(yī / yì ／yí)個(gè)角度并把轉子(zǐ)鎖“死”，旋轉變壓器測量儀如圖4顯示“310.3”度。310.3度是(shì)同型号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(chū)廠偏差值。

3.4永磁同步伺服電機調零

（1）把需要(yào / yāo)調零點的(de)伺服電機按圖1、圖2完成接線。

（2）送上(shàng)交流220V電源。

    （3）合上(shàng)QF3伺服電機定子(zǐ)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(shàng)QF1空氣開關，伺服電機抱閘得電松開。

（5）旋轉伺服電機轉子(zǐ)，不(bù)斷調整旋轉變壓器輸出(chū)角度，至旋轉變壓器測量儀顯示0.0度，找到(dào)旋轉變壓器的(de)零點，如圖3所示。

（6）合上(shàng)QF2空氣開關，給伺服電機U、V相繞組通入直流電機，這(zhè)時(shí)伺服電機轉子(zǐ)，自動旋轉一(yī / yì ／yí)個(gè)角度後自動把伺服電機轉子(zǐ)抱死，伺服電機轉子(zǐ)無法轉動，找到(dào)伺服電機的(de)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）試着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(zhè)時(shí)該伺服電機旋轉變壓器機械零點與電機

的(de)機械零點偏差角度回複出(chū)廠值，如圖4所示。

（9）緊固旋轉變壓器左右兩個(gè)固定螺栓。固定旋轉變壓器的(de)過程中，旋轉變壓器角度很容易變動，所以(yǐ)要(yào / yāo)求兩人(rén)同時(shí)工作，一(yī / yì ／yí)人(rén)往裏面按住旋轉變壓器；一(yī / yì ／yí)人(rén)緊固旋轉變壓器固定螺栓。緊固時(shí)，盡量左右兩側均衡緊固；不(bù)要(yào / yāo)把一(yī / yì ／yí)個(gè)螺栓緊固到(dào)位，再緊固另一(yī / yì ／yí)個(gè)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(zǐ)繞組U、V相繞組直流電源切斷；轉動伺服電機轉子(zǐ)至旋轉變壓器測量儀顯示0.0。

(11)合上(shàng)QF2空氣開關，轉子(zǐ)自動轉動一(yī / yì ／yí)定角度，并鎖死。檢查旋轉變壓器測量儀是(shì)顯示“310.3”度，伺服電機調零工作結束，該伺服電機零點已回複出(chū)廠值。

（12）如果旋轉變壓器測量儀顯示偏離“310.3”，則按上(shàng)述1-11步驟反複調試，直至3次以(yǐ)上(shàng)合上(shàng)QF2給伺服電機U、V繞組通道(dào)後旋轉變壓器測量儀均顯示與正常伺服電機顯示角度一(yī / yì ／yí)緻“310.3”度，伺服電機調零工作就(jiù)了(le／liǎo)。該伺服電機零點已恢複出(chū)廠值，該電機可以(yǐ)正常使用了(le／liǎo)。

4 總結

永磁同步伺服電機，其基本結構包括定子(zǐ)、和(hé / huò)轉子(zǐ)（轉子(zǐ)上(shàng)安裝永磁體）兩個(gè)部分；旋轉變壓器，其基本結構也(yě)是(shì)包括定子(zǐ)和(hé / huò)轉子(zǐ)兩個(gè)部分，旋轉變壓器的(de)轉子(zǐ)固定在(zài)伺服電機的(de)轉子(zǐ)上(shàng)。

本技術是(shì)利用旋轉變壓器測量儀可以(yǐ)測量旋轉變壓器轉動角度的(de)原理及磁極異性相吸的(de)原理，完成了(le／liǎo)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(dào)同型号性能完好的(de)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(zǐ)U/V兩相繞組通入足夠大(dà)的(de)直流電後形成的(de)固定磁極與吸引轉子(zǐ)磁極，依靠吸力把轉子(zǐ)牢牢固定，這(zhè)時(shí)是(shì)旋轉變壓器測量儀會顯示一(yī / yì ／yí)個(gè)偏轉角度值。這(zhè)個(gè)偏轉角度值就(jiù)是(shì)永磁同步伺服電機調零點參考依據。然後，确定需要(yào / yāo)調零永磁同步伺服電機的(de)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(de)偏轉角度值，定位旋轉變壓器的(de)位置。最後，再對調整後的(de)永磁同步伺服電機按正常永磁伺服電機的(de)檢測方法進行複測，經過反複多次調整、複測後恢複永磁同步伺服電機出(chū)廠時(shí)的(de)零點值，這(zhè)樣就(jiù)完成了(le／liǎo)永磁同步伺服電機的(de)調零工作。

 外委維修一(yī / yì ／yí)台永磁同步伺服電機，維修費用約2000-3000元，維修費用較高。購買一(yī / yì ／yí)台旋轉變壓器角度檢測儀市場價不(bù)足1000元，兩位維修電工一(yī / yì ／yí)個(gè)上(shàng)午就(jiù)可以(yǐ)完成

1-2台伺服電機調零點工作。掌握永磁同步伺服電機調零技術後，通過自主維修大(dà)大(dà)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(de)技術，操作簡單、方便，在(zài)永磁同步伺服電機維修方面具有極大(dà)的(de)實用推廣價值。把該項技術獻給需要(yào / yāo)了(le／liǎo)解永磁同步伺服電機調零工作的(de)工程技術人(rén)員，僅供參考。由于(yú)作者水平有限，文中不(bù)當之(zhī)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(guó)電力出(chū)版設，2018-188.

作者簡介

1. 姓名：龐忠；

2. 出(chū)生年份：1974年；

3. 性别：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(dà)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(yào / yāo)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