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永磁同步伺服电机调零技术介绍
发布时间：2021-11-29 17:51:10 2389人看过 字号：大 中 小
1 调零工作需准备材料
（1）旋转变压器角度测量仪器1台。
（2）直流24V电源，1块，（输入电压AC 220V；输出电压DC 24V；输出电流10-15A具体根据负载情况确定）。
（3）BV-500V-1.5mm2导线若干。
（4）限流电阻0.5-3Ω左右，1只（若无限流电阻可以用增加导线长度或螺栓代替）；
（5）数字万用表1块。
（6）额定电流10A或16A空气开关1个；4A空开2个。
（7）交流220V 16A插排1个。
（8）伺服电机旋转变压器零点已动时，需准备同型号且性能完好的伺服电机1台。
（9）一字、+字小口螺丝刀各1只。
（10）内六方，1套。
2 伺服电机调零接线
2.1按供电回路图接线
图1供电回路图
按图1供电回路图，完成相关设备的电源接线。接线后暂时不送电，根据调试步骤进行送电。
2.2旋转变压器接线
旋转变压器与旋转变压器测量仪按图2完成接线[1]。
图2 旋转变压器与角度测量仪接线图
必须确保旋转变压器与旋转变压器测量仪之间的接线正确，否则有将会导致设备损坏。必要时查看伺服电机说明书，以确保接线正确。
3 伺服电机调零方法
3.1检查旋转变压器
（1）按图1、图2完成设备接线。
（2）送上AC 220V电源。
（3）合上QF3旋转变压器测量仪电源空气开关，给伺服调零仪供电。
（4）合上QF1伺服电机抱闸电源空气开关，给抱闸送电。
（5）检查确认伺服电机抱闸已松开，旋转变压器测量仪数码管显示当前角度值。
（6）缓慢均匀旋转伺服电机转子转动几圈，观察旋转变压器测量仪是否随转子转动而均匀的0-359.9度范围内变化。
（6）如果旋转变压器测量仪没有乱闪或跳动，可以确认旋转变压器完好，可以开
展下一步调零工作。
（7）如果旋转变压器测量仪乱闪或跳动，则判断换旋转变压器故障，需更换性能完好旋转变压器后进行调零。
3.2限流电阻的选择及定子绕组的电流计算
（1）伺服电机U、V定子绕组通入直流电，定子形成磁极吸引转子永磁极，为伺服电机找机械零点提供磁场。
（2）通过定子绕组的直流电流一般为伺服电机额定铭牌最大电流Imax的20%-50%，通过电流不允许超过伺服电铭牌标注的最大电流值Imax。
（3）如果限流电阻选择过大，通入定子绕组的直流电流较小，定子磁极无法固定转子磁极，无法自动找到伺服电机机械零点。
（4）电机定子绕组通过直流电流的计算方法；停交流220V电源后，拆开直流24V电源装置+、-输出侧导线测量回路电阻值（包括导线阻值、限流电阻阻值、电机阻值）。根据公式I=U/R，计算出通过伺服电机U、V的直流电流值。
（6）某公司这台伺服电机，测量U、V电机绕组回路电阻值2.2Ω，串入0.5Ω的热浸锌螺栓代替限流电阻，回路总电阻2.7Ω，计算通过电机U、V箱绕组的直流电流24V/2.7Ω≈8.8A，电铭牌最大电流值Imax=40A,通过直流电流占伺服电机最大电流Imax的22%。
3.3正常伺服电机零点数据测量
正常运行的伺服电机检修前或需要检修的伺服电机机械零点位置发生移动，需要找同型号性能完好的伺服电机对其测量旋转变压器机械零点和伺服电机机械零点，为伺服电机检修后调零准备参考点。
（1）按图1、图2完成设备接线。
（2）送上AC 220V电源。
（3）合上QF3伺服电机调零电源空气开关，旋转变压器测量仪显示通电正常；
（4）合上QF1空气开关，伺服电机抱闸得电松开；
（4）通过旋转伺服电机转子，调至旋转变压器测量仪显示“0.0”度，找到旋转变压器的机械零点，如图3。
图3 变压器机械零点0.0
（5）合上QF2空气开关，电机定子绕组U、V通入直流电，电机转子自动转动到一定角度并把转子抱死，找到伺服电机的机械零点，记录下该型号电机旋转变压器机械零点与伺服电机机械零点的偏差角度“310.3”度，如图4。
图4偏差角度310.3
（6）如果伺服电机转子如果没有自动抱死，说明通入定子绕组的直流电流偏小，形成的磁场力无法固定转子磁极。应逐步试着逐步减少限流电阻的阻值，增加通入电机U、V相绕组之间的电流值，直至通入直流电后电机转子能自动锁死为止。通入的直流电流，最大不能超过电机的允许电流Imax。
（7）旋转伺服电机转子，再次调至旋转变压器测量仪显示“0.0”度。
（8）再次，合上QF2空气开关，给伺服电机U、V相绕组通入直流24V电源。这时伺服电机转子自动旋转一个角度并把转子锁“死”，旋转变压器测量仪如图4显示“310.3”度。310.3度是同型号伺服电机旋转变压器机械零点与伺服电机机械零点角度出厂偏差值。
3.4永磁同步伺服电机调零
（1）把需要调零点的伺服电机按图1、图2完成接线。
（2）送上交流220V电源。
（3）合上QF3伺服电机定子绕组电源空气开关，旋转变压器测量仪显示通电正常。
（4）合上QF1空气开关，伺服电机抱闸得电松开。
（5）旋转伺服电机转子，不断调整旋转变压器输出角度，至旋转变压器测量仪显示0.0度，找到旋转变压器的零点，如图3所示。
（6）合上QF2空气开关，给伺服电机U、V相绕组通入直流电机，这时伺服电机转子，自动旋转一个角度后自动把伺服电机转子抱死，伺服电机转子无法转动，找到伺服电机的机械零点。
（7）松开伺服电机旋转变压器左右两侧固定螺栓，如图5所示。
图5 松开旋转变压器固定螺栓
（8）试着左右转动旋转变压器，如图6所示。
图6转动旋转变压器
调至旋转变压器测量仪显示310.3度，这时该伺服电机旋转变压器机械零点与电机
的机械零点偏差角度回复出厂值，如图4所示。
（9）紧固旋转变压器左右两个固定螺栓。固定旋转变压器的过程中，旋转变压器角度很容易变动，所以要求两人同时工作，一人往里面按住旋转变压器；一人紧固旋转变压器固定螺栓。紧固时，尽量左右两侧均衡紧固；不要把一个螺栓紧固到位，再紧固另一个螺栓，如图7所示。
图7 固定旋转变压器
（10）拉开QF2空气开关，把定子绕组U、V相绕组直流电源切断；转动伺服电机转子至旋转变压器测量仪显示0.0。
(11)合上QF2空气开关，转子自动转动一定角度，并锁死。检查旋转变压器测量仪是显示“310.3”度，伺服电机调零工作结束，该伺服电机零点已回复出厂值。
（12）如果旋转变压器测量仪显示偏离“310.3”，则按上述1-11步骤反复调试，直至3次以上合上QF2给伺服电机U、V绕组通道后旋转变压器测量仪均显示与正常伺服电机显示角度一致“310.3”度，伺服电机调零工作就了。该伺服电机零点已恢复出厂值，该电机可以正常使用了。
4 总结
永磁同步伺服电机，其基本结构包括定子、和转子（转子上安装永磁体）两个部分；旋转变压器，其基本结构也是包括定子和转子两个部分，旋转变压器的转子固定在伺服电机的转子上。
本技术是利用旋转变压器测量仪可以测量旋转变压器转动角度的原理及磁极异性相吸的原理，完成了永磁同步伺服电机调零工作。首先，通过旋转变压器测量仪找到同型号性能完好的永磁同步伺服电机旋转变压器机械零点，通过伺服电机定子U/V两相绕组通入足够大的直流电后形成的固定磁极与吸引转子磁极，依靠吸力把转子牢牢固定，这时是旋转变压器测量仪会显示一个偏转角度值。这个偏转角度值就是永磁同步伺服电机调零点参考依据。然后，确定需要调零永磁同步伺服电机的机械零点，根据旋转变压器机械零点与伺服电机机械零点的偏转角度值，定位旋转变压器的位置。最后，再对调整后的永磁同步伺服电机按正常永磁伺服电机的检测方法进行复测，经过反复多次调整、复测后恢复永磁同步伺服电机出厂时的零点值，这样就完成了永磁同步伺服电机的调零工作。
外委维修一台永磁同步伺服电机，维修费用约2000-3000元，维修费用较高。购买一台旋转变压器角度检测仪市场价不足1000元，两位维修电工一个上午就可以完成
1-2台伺服电机调零点工作。掌握永磁同步伺服电机调零技术后，通过自主维修大大降低伺服电机维修费用。通过旋转变压器角度测量仪实现永磁伺服电机调零点的技术，操作简单、方便，在永磁同步伺服电机维修方面具有极大的实用推广价值。把该项技术献给需要了解永磁同步伺服电机调零工作的工程技术人员，仅供参考。由于作者水平有限，文中不当之处，恳请给予批评指正。
参考文献
[1] 黄志坚.电气伺服控制技术与应用[M].北京：中国电力出版设，2018-188.
作者简介
1. 姓名：庞忠；
2. 出生年份：1974年；
3. 性别：男；
4. 籍贯：山东省 枣庄市 滕州市；
5. 毕业学校及专业：山东理工大学 电气工程及自动化专业 本科；
6. 公司名称：联泓新材料科技股份有限公司；
7. 职称：高级工程师；
8. 职务：高级电气经理；
9. 研究方向:主要从事化工厂电气设备运行与电气设备检修技术管理工作;
10. 联系方式：山东省滕州市木石镇鲁南高科技化工园区 联泓新材料科技股份有限公司 277527 庞忠18769278796
11. 邮箱： sdtzpz@sina.com或pangzhong@levima.cn
