伺服电机如何感应到速度变化（一位从业十五年的工程师总结出27例伺服系统震动问题）

一、数控铣床，打开电源和系统，伺服电机嗡嗡响，响几分钟之后伺服电机会发热，调小刚性后不响了，但铣出来的圆不像圆，该怎样调？，我来为大家科普一下关于伺服电机如何感应到速度变化?以下内容希望对你有帮助!

伺服电机如何感应到速度变化

一、数控铣床，打开电源和系统，伺服电机嗡嗡响，响几分钟之后伺服电机会发热，调小刚性后不响了，但铣出来的圆不像圆，该怎样调？

应该是几台驱动器设置的增益不同，造成电机在不同的转速下自激。可以把待测的驱动器与参考驱动器的参数设置成一致再试一下。惯量比看了吗？增益是一方面，但也不要忽略了惯量。

二、伺服驱动器，通过调节三环PID控制伺服电机，噪音比较大，但电机并没有震动，载波频率是10KHZ，电流采样速度是0.1us一次，为什么？

噪音的原因：因为没有做输入脉冲滤波，所以才有那个噪音。

三、电机启动不起来而且噪声大振动大是什么原因？

1、 脱开载荷；

2、 用手盘动，确认灵活、无异常；

3、 空载启动实验；

4、 检查负载情况。

先看看是不是动平衡出了问题，这是电流声音，其次看电机轴承，最后是驱动器参数，多数是轴承松懈或坏。

四、电动机运行有异常噪音，什么原因和怎么处理？

1、当定子与转子相擦时，会产生刺耳的“嚓嚓”碰擦声，这多是轴承有故障引起的。应检查轴承，损坏者更新。如果轴承未坏，而发现轴承走内圈或外圈，可镶套或更换轴承与端盖。

2、电动机缺相运行，吼声特别大。可断电再合闸，看是否能再正常起动，如果不能起动，可能有一相熔丝断路。开关及接触器触头一相未接通也会发生缺相。

3、轴承严重缺油时，从轴承室能听到“咝咝”声。应清洗轴承，加新油。

4、风叶碰壳或有杂物，发出撞击声。应校正风叶，清除风叶周围的杂物。

5、笼型转子导条断裂或绕线转子绕组接头断开时，有时高时低的“嗡嗡”声，转速也变慢，电流增大，应检查处理。另外有些电动机转子和定子的长度配合不好，如定子长度比转子长度长得太多，或端盖轴承孔磨损过大，转子产生轴向窜动，也会产生“嗡嗡”的声音。

6、定子绕组首末端接线错误，有低沉的吼声，转速也下降，应检查叫正。

电机噪声很大，是什么原因？如何处理？

原因1：电机内轴承间隙大 处理：更换轴承。

原因2：转子扫堂 处理：重新修理定子、转子。

原因3：磁钢松动 处理方法：重新粘结磁钢。

原因4：电机机体偏转 处理：重新调整机体。

原因5：电机转向器表层氧化、烧蚀、油污凹凸不平、换向片松动 。处理：清洗换向器或焊牢换向片。

原因6：碳刷松动、碳刷架不正 处理：调整。

五、电机有噪声大，什么原因？怎么解决？

依据电机噪声发生的分歧方法,大致可把其噪声分为三大类:

①电磁噪声；②机械噪声；③空气动力噪声。

电磁噪声首要是由气隙磁场效果于定子铁芯的径向重量所发生的。它经过磁轭向别传播，使定子铁芯发生振动变形。其次是气隙磁场的切向重量，它与电磁转矩相反，使铁芯齿部分变形振动。当径向电磁力波与定子的固有频率接近时，就会惹起共振，使振动与噪声大大加强，甚至危及电机的使用寿命。

根据电磁噪声的成因，我们可采用下列办法降低电磁噪声。　

⑴尽量采用正弦绕组，削减谐波成份；

⑵选择恰当的气隙磁密，不该太高，但过低又会影响资料的应用率；

⑶选择适宜的槽共同，防止呈现低次力波；

⑷采用转子斜槽，斜一个定子槽距；

⑸定、转子磁路对称平均，迭压严密；

⑹定、转子加工与装配，应留意它们的圆度与同轴度；

⑺留意避开它们的共振频率。

六、新买的电，就是电机和减速机连在一起的那种 SEW的，主要是靠 PLC和变频器控制，使用的转速很低，大约在25赫兹左右，感觉噪音很大，机械上的主动链轮和被动链轮的角度没有问题，电机底座固定的也很牢固，散热风扇和防护罩没有刮擦，爆闸也是松开的，但是一运转起来噪音非常的大，就好像小区里面变压器发出的声音，为什么？

那就是变频器驱动电机所特有的电磁噪音（吱吱的），没有办法消除掉，但可以减少一点，就是修改变频器参数：把那个载波频率加大一点，噪音就会小一点的。但是加大变频器的载波频率，会导致变频器发热。25赫兹左右低频原本很烦人，刮擦一般音频较高，底座固定的也很牢固要看什么底座，金属板声音会比较大，负载大声音会更大，用螺丝刀顶住耳朵仔细听听音源来自什么地方，要是安装没有什么问题，电机声音大往往是轴承不良，新的应该不至于，可能原本就是这样的，运行正常就行。另外就是控制问题。

七、伺服电机运转时有异响和发热是什么原因？

异响是电机的负载过重，电机的转矩小于负载所需转矩，而电机的堵转转矩大于负载所需转矩。发热就是电机的电流过大（一般发热很正常），若是很烫，或者堵转时间过长很容易烧毁电机（电机退磁）。直白说就是小马拉大车很费力，为了拉动小马就更加的费劲拉车，所以会发热（增加电流），拉车很费劲（异响）。异响是因为伺服电机轴承坏了，发热是电流大，实质是伺服电机为了克服电机轴震动而产生的异常大电流，估计电机坏了，需尽快处理，不然故障会扩大。

八、西门子伺服电机会嗡嗡响是什么问题？

伺服电机出现这种问题有多种原因，一是伺服电机编码器零位不准，也就是编码器零位漂移，二是驱动器刚性不足或参数有问题，三是伺服电机动力线接的可能有问题呀，伺服电机的动力线是不能搞错的，可调换几次看看。四是编码器安装问题或编码器自身有问题，需要认真检查，有同样的伺服电机和驱动器最好相互调换一下试试看。伺服电机有问题，最好找专业人士检修。系统与驱动器故障，电机本身故障；驱动器与实际进给系统的匹配未达到最佳值而引起的，通常只要通过驱动器的速度环增益与积分时间的调节即可进行消除，具体方法为：

1)根据驱动模块及电动机规格，对驱动器的调节器板的S2进行正确的电流调节器设定。

2)将速度调节器的积分时间Tn调节电位器(在驱动器正面)，逆时针调至极限(Tn≈39ms)。

3)将速度调节器的比例Kp调节电位器(在驱动器正面)，调整至中间位置(Kp≈7~10)。

4)在以上调整后，即可以消除伺服电动机的尖叫声，但此时动态特性较差，还须进行下一步调整。

5)顺时针慢慢旋转积分时间Tn调节电位器，减小积分时间，直到电动机出现振荡声。

6)逆时针稍稍旋转积分时间Tn调节电位器，使电动机振荡声恰好消除。

7)保留以上位置，并作好记录。

本机床经以上调整后，尖叫声即消除，机床恢复正常工作。

九、电机扫堂是什么原因？

电机扫堂就是电机的转子与定子绕组里的硅钢片发生摩擦，一般是轴承坏了，还有可能是轴承走外缘，端盖的轴承位置松动。也有可能是转子走内缘，转子上的轴承位置坏了。最小的一种可能是转子弯曲造成的。轴承磨损或者是轴承座松动会造成的转子偏心。

电机轴上支承圈磨损严重、转子铁心位移，或因其他原因使定子铁心位移，造成电机锥形转子与定子间隙太小发生扫膛。电机严禁“扫膛”，当发生扫膛后，应拆下支承圈进行更换，调整定子转子锥面之间的间隙使之均匀，或送修。

十、交流伺服电机在运行中会出现抖动的现象，问题需怎样解决？

E-1E：指检查不到遥控套准的实际值。

E-2E：指不能传送正常值。

E-3E：指不能检查当前所选单元的状态。

E-4E：指伺服电机当前的运行状态不能被确认。

E-5E：指伺服电机位置电位计不在调整的范围内。

抖动是不正常的吧，可能是由于导轨不顺畅，或者电源不足。把功率调一下，调小点。

十一、伺服控制器一般使用中，都是调节哪些参数的？

不同品牌使用的参数和参数定义都有所不同。以下以安川伺服调试做一总结。

1、 安川伺服在低刚性（1～4）负载应用时，惯量比显得非常重要，以同步带结构而论，刚性大约在1～2（甚至1以下），此时惯量比没有办法进行自动调谐，必须使伺服放大器置于非自动调谐状态；

2、 惯量比的范围在450～1600之间（具体视负载而定）

3、 此时的刚性在1～3之间，甚至可以设置到4；但是有时也有可能在1以下。

4、 刚性：电机转子抵抗负载惯性的能力，也就是电机转子的自锁能力，刚性越低，电机转子越软弱无力，越容易引起低频振动，发生负载在到达指定位置后来回晃动。刚性和惯量比配合使用，如果刚性远远高于惯量比匹配的范围，那么电机将发生高频自激振荡，表现为电机发出高频刺耳的声响，这一切不良表现都是在伺服信号（SV-ON）ON并且连接负载的情况下。

5、 发生定位到位后越程，而后自动退回的现象的原因：位置环增益设置的过大，主要在低刚性的负载时有此可能。

6、低刚性负载增益的调节：

A、将惯量比设置为600；

B、将Pn110设置为0012；不进行自动调谐

C、将Pn100和Pn102设置为最小；

D、将Pn101和Pn401设置为刚性为1时的参数

E、然后进行JOG运行，速度从100～500；

F、进入软件的SETUP中查看实际的惯量比；

G、将看到的惯量比设置到Pn103中；

H、并且会自动设定刚性，通常此时会被设定为1；

I、 然后将SV－ON至于ON，如果没有振荡的声音，此时进行JOG运行，并且观察是否电机产生振荡；如果有振荡，必须减少Pn100数值，然后重复E、F重新设定转动惯量比；重新设定刚性；注意此时刚性应该是1甚至1以下；

J、在刚性设定到1时没有振荡的情况下，逐步加快JOG速度，并且适当减少Pn305、Pn306（加减速时间）的设定值；

K、在多次800rpm以上的JOG运行中没有振荡情况下进入定位控制调试；

L、首先将定位的速度减少至200rpm以内进行调试

M、并且在调试过程中不断减少Pn101参数的设定值；

N、如果调试中发生到达位置后负载出现低频振荡现象，此时适当减少Pn102参数的设定值，调整至最佳定位状态；

O、再将速度以100～180rpm的速度提高，同时观察伺服电机是否有振动现象，如果发生负载低频振荡，则适当减少Pn102的设定值，如果电机发生高频振荡（声音较尖锐）此时适当减少Pn100的设定值，也可以增加Pn101的数值；

P、说明：Pn100 速度环增益 Pn101 速度环积分时间常数 Pn102 位置环增益Pn103 旋转惯量比 Pn401 转距时间常数。

7、在定位控制中，为了使低刚性结构的负载能够减少机械损伤，因此可以在定位控制的两头加入一定的加减速时间，尤其是加速时间；通常视最高速度的高低，可以从0.5秒设定到2.5秒（指：0到最高速的时间）。

8、电机每圈进给量的计算：

A、电机直接连接滚珠丝杆： 丝杆的节距

B、电机通过减速装置（齿轮或减速机）和滚珠丝杆相连： 丝杆的节距×减速比（电机侧齿轮齿数除以丝杆处齿轮齿数）

C、电机＋减速机通过齿轮和齿条连接： 齿条节距×齿轮齿数×减速比

D、电机＋减速机通过滚轮和滚轮连接： 滚轮（滚子）直径×π×减速比

E、电机＋减速机通过齿轮和链条连接： 链条节距×齿轮齿数×减速比

F、电机＋减速机通过同步轮和同步带连接： 同步带齿距×同步带带轮的齿数×（电机侧同步轮的齿数/同步带侧带轮的齿数）×减速比； 共有3个同步轮，电机先由电机减速机出轴侧的同步轮传动至另外一个同步轮，再由同步轮传动到同步带直接连接的同步轮。

9、负荷惯量：

A、电机轴侧的惯量需要在电机本身惯量的5～10倍内使用，如果电机轴侧的惯量超过电机本身惯量很大，那么电机需要输出很大的转距，加减速过程时间变长，响应变慢；

B、电机如果通过减速机和负载相连，如果减速比为1/n ，那么减速机出轴的惯量为原电机轴侧惯量的（1/n）2

C、惯量比：m＝Jl /Jm 负载换算到电机轴侧的惯量比电机惯量；

D、Jl <（5～10）Jm

E、当负载惯量大于10倍的电机惯量时，速度环和位置环增益由以下公式可以推算 Kv＝40/（m＋1） 7<=Kp<=（Kv/3）

10、一般调整（非低刚性负载）

A、一般采用自动调谐方式（可以选择常时调谐或上电调谐）

B、如果采用手动调谐，可以在设置为不自动调谐后按照以下的步骤

C、将刚性设定为1，然后调整速度环增益，由小慢慢变大，直到电机开始发生振荡，此时记录开始振荡的增益值，然后取50～80％作为使用值（具体视负载机械机构的刚性而论）

D、位置环增益一般保持初始设定值不变，也可以向速度环增益一样增加，但是在惯量较大的负载时，一旦在停止时发生负载振动（负脉冲不能消除，偏差计数器不能清零）时，必须减少位置环增益；

E、在减速、低速电机运行不匀时，将速度环积分时间慢慢变小，知道电机开始振动，此时记录开始振动的数值，并且将该数据加上500～1000，作为正式使用的数据。

F、伺服ON时电机出现目视可见的低频（4～6/S）左右方向振动时（此时惯量此设定值很大），将位置环增益调整至10左右，并且按照C中所述进行重新调整；

11、调整参数的含义和使用：

A、位置环增益： 决定偏差计数器中的滞留脉冲数量。数值越大，滞留脉冲数量越小，停止时的调整时间越短，响应越快，可以进行快速定位，但是当设定过大时，偏差计数器中产生滞留脉冲，停止时会有振动的感觉； 惯量比较大时，只能在速度环增益调整好以后才能调整该增益，否则会产生振动；

B、位置环增益和滞留脉冲的关系：e＝f / Kp 其中e是滞留脉冲数量；f是指令脉冲频率；Kp是位置环增益； 由此可以看出Kp越小，滞留脉冲数量越多，高速运行时误差增大；Kp过高时，e很小，在定位中容易使偏差计数器产生负脉冲数，有振动；

C、速度环增益： 当惯量比变大时，控制系统的速度响应会下降，变得不稳定。一般会将速度环增益加大，但是当速度环增益过大时，在运行或停止时产生振动（电机发出异响），此时，必须将速度环增益设定在振动值的50～80％。

D、速度积分时间常数： 提高速度响应使用；提高速度积分时间常数可以减少加减速时的超调；减少速度积分时间常数可以改善旋转不稳定。

十二、伺服电机抖动，怎么办？

伺服电机为珠海运控的，当上方连杆没装上时，一切看起来正常；一旦连杆装上以后，电机就自己左右摇摆，参数设置半天也没整好。注：未接有减速器这个现象说明两个问题：

1、负载惯量远大于电机本身惯量；

2、两部分连接的刚度较低，使负载产生了谐振。

在这种情况下，系统只能调的很软，也就是刚性要调低，反应速度要减慢。具体的方法是关闭积分，同时降低位置环增益。

如要解决也需针对这两个问题下手：

1、推荐增加一个减速机，这样负载折算到电机的惯量就大大降低，日本伺服通常要求负载/电机惯量比小于5:1。

2、负载与减速机的连接要牢固，增加刚度。

以上两个措施要同时使用才好，如果负载本身刚度低就没办法了。在这个情况下，即使电机不震动了，快速启停时负载也会震动。

十三、怎样解决伺服电机在定位点突然停止引起负载的抖动问题呢？

可以试一下用有加减速脉冲输出指令来做，突然停止引起负载的抖动是转动惯性与减速力矩矛盾的体现，能想办法减轻但不能彻底消除。最有效的办法是到定位点之前给一段时间逐渐减速。这个要从2方面来解决。根本的，伺服的性能与现场调试；PLC发脉冲。

十四、用PLC发送脉冲控制伺服电机，当没有发送脉冲时，有时电机有微小的抖动，怎么办？

1、伺服参数要调整好，主要是：惯量大小，刚性，

2、有的还需要调整位置比例，积分，微分

十五、用程序步进电机速启动时，会有抖动声无法启动，用伺服电机能解决这种问题？

跟程序关系不大，应是电机转动惯量不够导致，建议换大点的步进或者伺服，伺服可以过载。

十六、伺服电机快速有抖动什么原因？

1、伺服配线：

a．使用标准动力电缆，编码器电缆，控制电缆，电缆有无破损；

b．检查控制线附近是否存在干扰源，是否与附近的大电流动力电缆互相平行或相隔太近；

c．检查接地端子电位是否有发生变动，切实保证接地良好。

2、伺服参数：

a．伺服增益设置太大，建议用手动或自动方式重新调整伺服参数；

b．确认速度反馈滤波器时间常数的设置，初始值为0，可尝试增大设置值；

c．电子齿轮比设置太大，建议恢复到出厂设置；

d．伺服系统和机械系统的共振，尝试调整陷波滤波器频率以及幅值。

3、机械系统：

a．连接电机轴和设备系统的联轴器发生偏移，安装螺钉未拧紧；

b．滑轮或齿轮的咬合不良也会导致负载转矩变动，尝试空载运行，如果空载运行时正常则检查机械系统的结合部分是否有异常；

c．确认负载惯量，力矩以及转速是否过大，尝试空载运行，如果空载运行正常，则减轻负载或更换更大容量的驱动器和电机。

十七、引起伺服电机振动的原因是什么？

1、伺服电机的抖动鸣叫跟本身机械结构(如直流伺服电机经常出现的电刷故障)、速度环问题（速度环积分增益、速度环比例增益、加速度反馈增益等参数设置不当或伺服系统的补偿板和放大板故障）、负载惯量（导轨或丝杆出现问题）、电气（制动没打开，速度环反馈电压不稳）有关。

2、电机不转时很小的偏移会被速度环的比例增益放大，速度反馈产生相反转矩使电机来回抖动。降低积分增益会使机床响应迟缓，刚性变坏。加速度反馈是利用电机速度反馈信号乘以加速度反馈增益（pa.2066)对转矩命令进行补偿实现对速度环振动控制。位置指令脉冲与反馈脉冲不相等时共同产生速度脉冲指令。A=F*Ks，F为指令脉冲频率；Ks是位置环增益；A为加速脉冲。Xe=F/Ks，Xe为位置偏差脉冲。因此增益大速度就大，惯性力就大；增益越大，偏差越小，越易产生振动。 先检查下制动是否打开。在FANUC系统中可以调节以下参数来消除由于参数设置不当引起的振动： pa.2021(负载惯量），pa.2044（加速度比例增益），pa.2066(加速度反馈增益）

十八、伺服电机叫，而且围绕一点来回震荡是怎么回事？

最近碰到过此类的问题，控制卡控制伺服，仔细观察X轴丝杠在来回的作圆周运动，不是很明白应该调整哪些参数来解决，MR-E的伺服，卡输出1000个脉冲，1个脉冲走10个u。

来回调整速度环和位置环增益试试。我碰到这种情况是因为速度环增益太低，积分因子也比较低造成的。降低驱动器上的位置增益。 目前位置环增益是自动模式，而且最近是想增加位置环增益改善滞留脉冲的影响。那就增加速度环增益试试，不过可能更糟，改个大点儿的电机试试。使用伺服监控软件如何调好伺服的增益？ 如何看曲线来分析系统的响应？如果参数调好了，在伺服快定位结束的时候会不会一定会发生超程，这时有微小的振动呢？2号参数的第四位是机械共振频率设置，尽量提高它，应该会有所改善，除非选型不合适，负载的转动惯量远远大于电机转子的转动惯量。一般振荡多是积分作用过强，调节时还可以适当加大位置环比例增益。

十九、引起伺服电机振动的原因是什么？

（1）机械结构不顺畅，机械结构松动。

（2）驱动器的刚性参数调的太高，引起共振

（3）伺服功率不够

（4）还有可能是伺服控制的参数调节有点问题，比如位置增益，速度增益等配合不好

（5）伺服电机的编码器故障反馈量不对(或选型不对).

（6）伺服驱动控制器有干扰信号.驱动板有尘造成临界短路状态.

（7）电机本身绕阻出现了问题.

二十、安川伺服电机08A的抖动，怎么办？

安川伺服电机08A的，机床在运行时会抖动，有时会尖叫，试过F001调刚性，出厂时是6，现在改5，4都没用，机床用的新代的系统，系统里也改过刚性增益也没有什么大的变化。

首先要确定是不是伺服的问题，如果确实是伺服的问题，那么刚性调节一般多少会起一点作用，如果效果实在不行，就用手动调整速度环，Pn110.0=2；Pn103=x%(x根据机器情况设定，如果不知道设定100,200试试也无妨)；然后加大速度环增益Pn100（1-2000），或者减小微分时间PN101(15-51200)。如果还是不行，那就是上位系统的问题了。

二十一、交流伺服电机抖动故障怎么解决？

（1）先确定转动部分是否存在问题。比如连轴器，导轨等使伺服电机转动受力变动过大致电机抖动。

（2）转动没问题就是参数问题，把速度环参数，位置环参数调小。调整（从小到大）

（3）驱动器有无报警

（4）编码器坏有时都会抖动

二十二、伺服电机运行时抖动，怎么处理？

工作台上的伺服电机，在调试的时候曲线很正常，一旦带了负载，运动的时候就会在运动方向上前后抖动，出料的时候就会看到料块上切割面有均匀锯齿。

1、电机功率多大？转子转动惯量多大？

2、是否带了减速器？系统是否做了消除间隙的处理？

3、传统系统等效到电机轴上的转动惯量多大？还有一些其它相关参数。

三洋的伺服驱动器，全闭环，调整了电流环参数，电流前馈，P参数和I参数，负载惯量比调到400左右，用联轴器连接的丝杆，打激光干涉仪丝杆运动方向是测过的，不带载的情况下系统分析曲线在700和2000赫兹有共振，用滤波器滤除了，带负载情况下负载惯量比越大产生的锯齿越密集，降低刚性可以使情况好转但是不能达到设备所要求的性能。

（1）系统是否做了消除间隙的处理？

（2）“降低刚性可以使情况好转”，系统刚性如何降低的？

（3）“不带载的情况下系统分析曲线在700和2000赫兹有共振”，带负载能否测一下系统是否仍有扭振？

（4）伺服扭矩不够

（5）滚珠丝杠的导程不对

（6）负载的转动惯量过大，导致电机运行时过冲了

二十三、AB伺服电机发烫，抖动，怎么处理？

电机的加速度减速度都在1万以上，电机有发烫现象（其他几台正常的都基本没有温度），电机是垂直安装，下降距离很短，停止时跳动很厉害，像有弹性。

（1）应该是轴承有径向间隙了。

（2）垂直安装的伺服电机要带刹车，你加减速快，可能是电机刹车发热了。

（3）电机抖动有可能是刚性问题

（4）编码器位置偏移了零点

二十四、伺服电机在转动的过程中还有停下后老是颤动怎么办？

用伺服电机带动转盘转动，每转180度停一次，但是停下后转盘老是颤动，好像伺服电机的轴锁的不是很牢固，怎么办呢？

这个好象惯量大,可以更换大功率电机或加减速机

二十五、伺服电机抖动和异常声音，怎么办？

机械部分拆开后并无异常，连接轴也没有摩擦的痕迹。拆下电机以后让其空载转动时无任何异常。但是一旦与机械部分连接后便会出现强烈抖动和异常声音。

机械共振主要是因为丝杆等机械部分与伺服里面的频率合上，产生的机械共振现像，一般的伺服控制器里面有设置屏蔽相应的共振频率。

还有就是伺服控制器里面的PID值也会引起机械共振，你可以把PID值先自动演算一下，如果还是不能正常工作可以手动修改至伺服控制器正常，这两点一般可以解决伺服引起的共振现象。

二十六、松下伺服电机抖动怎样处理（负载稍大电机抖动）？

1.惯量比设定是否得当，有可能电机惯量选型偏小2.增益设定是不是过高导致

二十七、三菱伺服电机抖动的可能原因？

1、伺服负载过大（伺服选小了）2、伺服刚性没调好3、丝杆没选好

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