伺服电机应用中zui常见的问题是反馈编码器的故障/损坏。

许多设备系统的诊断信息中不仅包含伺服电机的“反馈错误”的提示，返回工厂修理的伺服电机的检测报告中也经常将问题的原因指向反馈编码器，表现为“应用问题”

这次，无锡华尔圣编码器就引起伺服电机内部的反馈编码器故障和破损的原因进行说明。 可以考虑什么样的东西？

作为伺服电机内部几乎wei一的电子元件，反馈编码器可以说是易损件，其损坏原因大致分为机械损伤、电气损伤、环境影响等几大类。

机械损伤

伺服反馈的编码器故障中zui常见的是各种机械损伤，包括由于机械振动、碰撞、冲击、磨损等因素导致的编码器内部零件结构(代码轮、轴、轴承.等)的硬件损坏。

振动

过大的机械振动可能会导致编码器代码、轴、轴承的损伤。

在伺服反馈中，也有电机所在机械结构的振动、电机需要随着负载连续动作.等由电机主体的振动引起的振动。 如果能够将电动机主体的振动强度控制在公称振动水平(加速度和频率)的范围内，则这种振动基本上可以直观地避免这种振动带来电动机和反馈，因此容易预防和避免。

另外，在电机运转中，有时会随着机械轴的旋转而发生振动。 例如，在伺服电动机轴的输出侧作用过大的轴向力，在运转时前后产生晃动，从而产生编码器机械轴的轴向振动。 或者，伺服电机在运行中，会在其输出轴上长期作用过大的径向力，导致电机轴和轴承的磨损，进而因高速旋转时的偏心而引起电机轴的强烈振动等……。

这些振动基本上与电动机主体和设备的机械结构的振动无关，与电动机运行时的输出轴的受力状况和轴/轴承的磨损状况密切相关，即使从电动机自身看不到任何振动，反馈编码器也很可能会因这些异常的轴向和径向振动而损伤此外，由于这种振动主要发生在电机内部高速旋转的机械轴上，因此具有很强的隐蔽性，其危害往往被忽视。

但是，预防因电机轴的这种振动导致的编码器故障和损坏并不困难。 但是，在安装、使用、维护伺服电机时，需要确认运行中的轴力和径向力在产品的公称限制范围内。冲击

与所有机电产品一样，伺服电机和反馈编码器产品也有额定的耐冲击加速度限制值。 较大的冲击力可能会导致伺服编码器的代码盘、轴、轴承、集成电路基板和芯片损坏，甚至整个反馈编码器的损坏和废弃。

因此，在使用伺服电机时，在电机输出轴上安装各种传动轴盖(正时带轮、联轴器、减速机套筒等)时，以及在传动机构上安装电机时，不能用力敲击电机轴和壳体主体

磨损

另一个机械损伤是伺服反馈编码器轴和轴承的磨损。 虽然不常见，但需要一定程度的重视。

这可能是电动机轴的长期振动(轴向或径向)引起的。 也有可能是电动机轴的过转速造成的，一般伺服电动机很少过转速，反馈编码器的zui大允许转速比伺服电动机的峰值转速高很多，但反馈信号会受到干扰、伺服电动机整定错误、垂直负载失控

电气损坏

即使是各种伺服反馈编码器的故障，也经常发生电气损坏。

另一方面，伺服电机和编码器的反馈线处于电磁兼容性差的机电系统环境时，该信号电路会受到强电磁干扰的干扰，瞬间产生ji高(数千伏至数万伏)的高频浪涌电压，可能会损坏编码器信号电路。

另一方面，编码器外部线路的异常，例如短路、断线、误接线、极性反转、电源异常(脉动等)等，也可能会导致伺服反馈的电气故障和损坏。

前两种故障应该是比较纯粹的电气故障，和通用编码器的电气故障一样。

另一种电气损坏是伺服反馈所特有的，是电动机的机械损伤造成的。 伺服电机运行中，如果在其输出轴上长期作用过大的轴向或径向力，导致轴和轴承磨损，电机内部会产生大量的金属粉和粉尘，这些金属粉附着在反馈编码器的基板上时，可能会因短路而导致内部电路故障或破损。

对环境的影响

这里所说的环境首先是指放置有湿度、温度、滴落、油污、粉尘、腐蚀等伺服电机的物理环境。

许多故障伺服电机返厂后的维护报告中，都提到了反馈编码器受到污染物的侵害而损坏，如浸液、粉尘.等。这些污染物进入电机内部的原因很多，例如将IP54的伺服电机放置在需要用水冲洗的食品卫生设备上等，电机自身的防护水平可能没有受到较差的应用环境的保护。 由于未安装轴封的电机安装在液体沿轴向飞散的环境中，或者电机插头/插座的选择不恰当，因此可能会导致液体沿着电缆接口浸入电机内部等不恰当的安装使用方法。

因此，伺服电机自身的IP保护等级、产品应用集成和运行维护时的环境保护措施变得非常重要。

但是，光靠伺服电机的应用保护是不够的。 这是因为对于伺服反馈来说，还会受到电机内部环境的影响。

从污染物方面来看，如上所述，伺服反馈编码器的防护水平以IP20居多

~IP40在伺服电动机运转中，如果在输出轴上长期作用过大的轴向或径向力，则由于电动机轴或轴承的磨损，电动机内部产生大量的粉尘或碎片，不仅附着在反馈编码器的基板上，还会因大量的堆积而导致电力这和伺服电机本身具有的保护等级关系不大。

观察温度面对伺服反馈编码器的影响，主要来自伺服电机内部。 绕组线圈连续运行时的实际温度大多远远高于周围的环境温度，因此对安装在电机轴末端的伺服反馈编码器来说是一大挑战和威胁。 通常，伺服反馈的动作温度范围极限有时会达到110C~ 120C，电机的运行温度过高，可能会导致反馈编码器内部电路的动作不稳定、发热损坏。 因此，合理规划伺服电机的工作周期和运行负载，防止产生过大的绕组温度，对保护其内部集成的反馈编码器也很重要。

你没有注意到电机轴的异常力从各个方面威胁到伺服反馈编码器的正常动作吗？

针对上述伺服反馈编码器可能损坏的故障原因，为了提高伺服电机用户的应用体验，近年来许多编码器制造商对伺服反馈产品进行了一些技术改进。 例如：

为了提高伺服反馈元件对机械振动和冲击的耐受性，使用金属(例如镍合金)作为制作代码轮的材料，或者使用半径2mm左右的小尺寸代码轮。

采用数字通信接口作为伺服反馈信号的输出，提高系统对EMI电磁噪声干扰的耐受性

增加短路保护、反极性保护、电源宽度电压.等设计，降低用户因操作(接线等)错误而损坏元件的概率。采用金属外壳，增加油封，提高伺服反馈的保护水平。

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