工业机器人伺服电机故障的检修

机器人伺服电机的故障有机械故障与电气故障两大类，机械故障比较容易发现，而电气故障就要通过测量其电压或电流进行分析判断了。我们现在介绍伺服电机常见故障的检测与排除方法。

　　一、伺服电机的空载电流大

　　将万用表置于直流20A挡位，将红、黑表笔串联接在控制器的电源输入端。打开电源，在伺服电机不转动的情况下，记录下此时万用表的最大电流数值A1。

　　转动转把，使伺服电机高速空载转动10s以上。等伺服电机转速稳定以后，开始观察并记录此时万用表的最大数值A2。

　　伺服电机的空载电流=A2-A1

　　当伺服电机的空载电流大于参考表极限数据时，表明伺服电机出现了故障。伺服电机空载电流大的原因有：①伺服电机内部机械摩擦大。②线圈局部短路。③磁钢退磁。我们继续往下做有关的测试与检查项目，可以进一步判断出故障原因或故障部位。

　　二、伺服电机的空载/负载转速比大于1.5

　　打开电源，转动转把，使伺服电机高速空载转动10s以上。

　　等伺服电机转速稳定以后，用手持式速度/转速测量计测量此时伺服电机的空载最高转速N1。

　　在标准测试条件下，行驶200m距离以上，开始测量伺服电机的负载最高转速N2。

　　空载/负载转速比=N2÷N1

　　当伺服电机的空载/负载转速比大于1.5时，说明伺服电机的磁钢退磁已经相当厉害了，应该更换伺服电机里面整套的磁钢，在电动车的实际维修过程中一般是更换整个伺服电机。

　　三、伺服电机发热

　　用非接触式的红外线温度计，或万用表的温度测量挡位（带温度测量的万用表），测量伺服电机端盖的温度超过环境温度25℃以上时，表明伺服电机的温升已经超出了正常范围，一般伺服电机的温升应在20℃以下。

　　伺服电机发热的直接原因是由于电流大引起的。伺服电机电流I，伺服电机的输入电动势E1，伺服电机旋转的感生电动势（又叫反电动势）E2，与伺服电机线圈电阻R之间的关系是：I=（E1-E2）÷R，I增大，说明R变小或E2减小了。R变小一般是线圈短路或开路引起的。E2减小一般是磁钢退磁引起的或者是线圈短路、开路引起的。

　　在电动车的整车的维修实践中，处理伺服电机发热故障的方法，一般是更换伺服电机。

　　四、伺服电机在运行时内部有机械碰撞或机械噪音

　　无论高速伺服电机还是低速伺服电机，在负载运行时都不应该出现机械碰撞或不连续不规则的机械噪音。不同形式的伺服电机可运用不同的方法进行维修。

　　五、整车行驶里程缩短，伺服电机乏力

　　25℃环境温度时，标准试验条件下，用不同形式的伺服电机装配的整车，其续行里程不一样，我们可以参照下表的数据下判断整车的续行里程是否正常。表格里的数据是新电池充满电时与新伺服电机配合所跑出来的实际续行里程数的60%,如果实际行驶的里程数小于参考数，我们可以判定为整车的续行里程短。

　　整车乏力表现为伺服电机上坡力量小，启动时间长，带人试车速度明显减慢。

　　整车续行里程短与伺服电机乏力（俗称伺服电机没劲）的原因比较复杂。但是当我们排除了以上4种伺服电机故障之后，一般说来，整车续行里程短的故障就不是伺服电机引起的了。这和电池容量的衰减，充电器充不满电池，控制器参数漂移（PWM信号没有达到100%）等有关。

　　六、无刷伺服电机缺相

　　无刷伺服电机缺相一般是由于无刷伺服电机的霍耳元件损坏引起的。我们可以通过测量霍耳元件输出引线相对霍耳地线和相对霍耳电源的引线的电阻，用比较法判断是哪只霍耳元件出现故障。

　　为保证伺服电机换相位置的精确，一般建议同时更换所有的三个霍耳元件。更换霍耳元件之前，必须弄清楚伺服电机的相位代数角是120°还是60°，一般60°相角伺服电机的三个霍耳元件的摆放位置是平行的。而120°相角伺服电机，三个霍耳元件中间的一个霍耳元件是呈翻转180°位置摆放的。