一說起伺服電機漏電就我的實踐經(jīng)歷來說,，其實便是兩個可能,。一種是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的漏電，這種情況便是在測驗LUSTservoc所配的伺服電機的時候,，伺服電機的三根相線都連接到驅(qū)動器上了,，但是伺服電機的地線沒有連接到伺服驅(qū)動器上，運轉(zhuǎn)伺服電機的時候,，觸摸伺服電機導(dǎo)致觸電,，觸電原因便是伺服電機外殼感應(yīng)了比較高的電壓，這種情況其實是十分正常的,，當(dāng)將伺服電機的地線與驅(qū)動的外殼共同連接到地線或零線上，就不會有觸電的問題了,。
日系伺服電機我沒有專門實驗過觸電問題，因為一般都會不自覺的將伺服電機的地線和驅(qū)動器的外殼共同連接到零線上,，但我想這樣的問題同樣會存在,。還有歐系伺服電機與日系伺服電機比較還有另外一個問題，便是歐系伺服電機動力電纜里邊多了一根屏蔽線,，如果在電機運轉(zhuǎn)時,，不小心觸摸到了該屏蔽線，照樣會觸電,，所以該屏蔽線也需要連接到驅(qū)動器的外殼;還有一種漏電便是相線的絕緣損毀,，導(dǎo)致漏電。
彎箍機就呈現(xiàn)了這樣的問題,，客戶反映機器一上電發(fā)動完畢,，觸摸操作臺就會觸電。這個觸電本質(zhì)上是伺服電機的某相對地短路形成的,。經(jīng)過崩潰伺服電機后發(fā)現(xiàn),，伺服電機接近裝置面的一側(cè)的軸承損壞了，固定彈珠的花籃被折斷成好幾根,，然后這些個折斷的部分刮掉了伺服電機的定子繞組的絕緣漆,，導(dǎo)致漏電。經(jīng)過觀察后發(fā)現(xiàn)伺服電機的轉(zhuǎn)軸上的鍵槽也磨損嚴峻,。然后查看輸送伺服的減速機,，發(fā)現(xiàn)滾動30度角度減速機沒有輸出，判定為減速機故障導(dǎo)致伺服電機損壞,，從而形成觸電,。呈現(xiàn)這樣的問題，關(guān)于彎箍機的電控體系來說,，或許還要加裝一個漏電保護器來避免安全問題,。還有，那么人體觸電的原因是什么呢,，這個問題關(guān)于電氣作業(yè)的人來說其實是十分重大的問題,。觸電的本質(zhì)簡略的說便是人體有電流流過，當(dāng)電流達到10mA的時候,，人體就會有觸電的感覺,。
一般的現(xiàn)場觸電都是人站在地面上，手觸摸了相電壓或者是觸摸了帶電體而形成的,。當(dāng)然有時候需要人去觸碰帶電體的時候,，這個時候最好用右手的手背去觸碰，用右手是因為人的心臟一般是偏左,，能夠避免電流經(jīng)過心臟,，用手背觸碰是因為更便于人體敏捷脫離帶電體,。還有個小問題，當(dāng)人用手去觸摸帶電體的時候,，會觸電,，電流的流向是從手指到腳再到大地，但為什么僅僅手指會有觸痛的感覺,，而身體其他部分卻沒有呢?原因是手指較細,，單位面積經(jīng)過的電流較大，所以手指有觸電的感覺,，而身體相關(guān)于手指截面積很大,，單位面積流過的電流較小,，所以身體沒有觸電的感覺,。
伺服電機使用中不容忽視的三大問題
伺服系統(tǒng)是機電產(chǎn)品中的重要環(huán)節(jié),，它能提供最高水平的動態(tài)響應(yīng)和扭矩密度,，所以驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是用交流伺服驅(qū)動取替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓,、直流,、步進和AC變頻調(diào)速驅(qū)動,，以便使系統(tǒng)性能達到一個全新的水平,，包括更短的周期,、更高的生產(chǎn)率,、更好的可靠性和更長的壽命。為了實現(xiàn)伺服電機的更好性能,，就必須對伺服電機的一些使用特點有所了解,。
本文將淺析伺服電機在使用中的常見問題。
問題一：噪聲,，不穩(wěn)定
客戶在一些機械上使用伺服電機時,，經(jīng)常會發(fā)生噪聲過大，電機帶動負載運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定等現(xiàn)象,，出現(xiàn)此問題時,，許多使用者的第一反應(yīng)就是伺服電機質(zhì)量不好，因為有時換成步進電機或是變頻電機來拖動負載,，噪聲和不穩(wěn)定現(xiàn)象卻小很多,。表面上看，確實是伺服電機的原故,，但我們仔細分析伺服電機的工作原理后,，會發(fā)現(xiàn)這種結(jié)論是完全錯誤的。
交流伺服系統(tǒng)包括：伺服驅(qū)動,、伺服電機和一個反饋傳感器(一般伺服電機自帶光學(xué)偏碼器),。
所有這些部件都在一個控制閉環(huán)系統(tǒng)中運行：驅(qū)動器從外部接收參數(shù)信息，然后將一定電流輸送給電機，通過電機轉(zhuǎn)換成扭矩帶動負載,，負載根據(jù)它自己的特性進行動作或加減速,，傳感器測量負載的位置，使驅(qū)動裝置對設(shè)定信息值和實際位置值進行比較,，然后通過改變電機電流使實際位置值和設(shè)定信息值保持一致，當(dāng)負載突然變化引起速度變化時,，偏碼器獲知這種速度變化后會馬上反應(yīng)給伺服驅(qū)動器,，驅(qū)動器又通過改變提供給伺服電機的電流值來滿足負載的變化，并重新返回到設(shè)定的速度,。
交流伺服系統(tǒng)是一個響應(yīng)非常高的全閉環(huán)系統(tǒng),，負載波動和速度較正之間的時間滯后響應(yīng)是非常快的,，此時,，真正限制了系統(tǒng)響應(yīng)效果的是機械連接裝置的傳遞時間。
舉一個簡單例子：有一臺機械,，是用伺服電機通過V形帶傳動一個恒定速度,、大慣性的負載。整個系統(tǒng)需要獲得恒定的速度和較快的響應(yīng)特性,，分析其動作過程,。
當(dāng)驅(qū)動器將電流送到電機時，電機立即產(chǎn)生扭矩,；一開始,，由于V形帶會有彈性，負載不會加速到像電機那樣快,；伺服電機會比負載提前到達設(shè)定的速度,，此時裝在電機上的偏碼器會削弱電流，繼而削弱扭矩,；隨著V型帶張力的不斷增加會使電機速度變慢,，此時驅(qū)動器又會去增加電流，周而復(fù)始,。
在此例中,，系統(tǒng)是振蕩的，電機扭矩是波動的,，負載速度也隨之波動,。其結(jié)果當(dāng)然會是噪音、磨損,、不穩(wěn)定了,。不過，這都不是由伺服電機引起的，這種噪聲和不穩(wěn)定性,，是來源于機械傳動裝置,，是由于伺服系統(tǒng)反應(yīng)速度（高）與機械傳遞或者反應(yīng)時間（較長）不相匹配而引起的，即伺服電機響應(yīng)快于系統(tǒng)調(diào)整新的扭矩所需的時間,。
找到了問題根源所在,，再來解決當(dāng)然就容易多了，針對以上例子,，您可以：
（1）增加機械剛性和降低系統(tǒng)的慣性,，減少機械傳動部位的響應(yīng)時間，如把V形帶更換成直接絲桿傳動或用齒輪箱代替V型帶,；
（2）降低伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度,，減少伺服系統(tǒng)的控制帶寬，如降低伺服系統(tǒng)的增益參數(shù)值,。
當(dāng)然,，以上只是噪聲、不穩(wěn)定的原因之一,，針對不同的原因,，會有不同的解決辦法，如由機械共振引起的噪聲,，在伺服方面可采取共振抑制,，低通濾波等方法，總之,，噪聲和不穩(wěn)定的原因,，基本上都不會是由于伺服電機本身所造成。
問題二：慣性匹配
在伺服系統(tǒng)選型及調(diào)試中,，常會碰到慣量問題,！
具體表現(xiàn)為：
1、在伺服系統(tǒng)選型時,，除考慮電機的扭矩和額定速度等等因素外,，我們還需要先計算得知機械系統(tǒng)換算到電機軸的慣量，再根據(jù)機械的實際動作要求及加工件質(zhì)量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機,；
2,、在調(diào)試時（手動模式下），正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提,，此點在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)由為突出（臺達伺服慣量比參數(shù)為1-37,，JL/JM）。這樣,，就有了慣量匹配的問題,！
那到底什么是“慣量匹配”呢?
1,、根據(jù)牛頓第二定律：“進給系統(tǒng)所需力矩T=系統(tǒng)傳動慣量J×角加速度θ
角加速度θ影響系統(tǒng)的動態(tài)特性,，θ越小,，則由控制器發(fā)出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時間越長,，系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果θ變化,，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢,，影響加工精度。由于馬達選定后最大輸出T值不變,，如果希望θ的變化小,，則J應(yīng)該盡量小,。
2,、進給軸的總慣量“J=伺服電機的旋轉(zhuǎn)慣性動量JM+電機軸換算的負載慣性動量JL
負載慣量JL由（以工具機為例）工作臺及上面裝的夾具和工件,、螺桿,、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運動件的慣量折合到馬達軸上的慣量組成,。JM為伺服電機轉(zhuǎn)子慣量,，伺服電機選定后,，此值就為定值,，而JL則隨工件等負載改變而變化。如果希望J變化率小些,，則最好使JL所占比例小些,。這就是通俗意義上的“慣量匹配”,。
知道了什么是慣量匹配,，那慣量匹配具體有什么影響,？又如何確定呢?
影響：
傳動慣量對伺服系統(tǒng)的精度,、穩(wěn)定性、動態(tài)響應(yīng)都有影響,，慣量大,，系統(tǒng)的機械常數(shù)大,，響應(yīng)慢,，會使系統(tǒng)的固有頻率下降,，容易產(chǎn)生諧振，因而限制了伺服帶寬,，影響了伺服精度和響應(yīng)速度，慣量的適當(dāng)增大只有在改善低速爬行時有利,，因此，機械設(shè)計時在不影響系統(tǒng)剛度的條件下,，應(yīng)盡量減小慣量,。
確定：
衡量機械系統(tǒng)的動態(tài)特性時，慣量越小,，系統(tǒng)的動態(tài)特性反應(yīng)越好,；慣量越大，馬達的負載也就越大,，越難控制,，但機械系統(tǒng)的慣量需和馬達慣量相匹配才行。不同的機構(gòu),，對慣量匹配原則有不同的選擇，且有不同的作用表現(xiàn),。例如,，CNC中心機通過伺服電機作高速切削時,，當(dāng)負載慣量增加時,，會發(fā)生：
（1）控制指令改變時，馬達需花費較多時間才能達到新指令的速度要求,；
（2）當(dāng)機臺沿二軸執(zhí)行弧式曲線快速切削時,，會發(fā)生較大誤差：
①一般伺服電機通常狀況下,，當(dāng)JL≦JM,，則上面的問題不會發(fā)生
②當(dāng)JL=3×JM,，則馬達的可控性會些微降低,，但對平常的金屬切削不會有影響。（高速曲線切削一般建議JL≦JM）
③當(dāng)JL≧3×JM,，馬達的可控性會明顯下降,，在高速曲線切削時表現(xiàn)突出
不同的機構(gòu)動作及加工質(zhì)量要求對JL與JM大小關(guān)系有不同的要求，慣性匹配的確定需要根據(jù)機械的工藝特點及加工質(zhì)量要求來確定,。
問題三：伺服電機選型
在選擇好機械傳動方案以后,，就必須對伺服電機的型號和大小進行選擇和確認,。
（1）選型條件—一般情況下,，選擇伺服電機需滿足下列情況：
●馬達最大轉(zhuǎn)速>系統(tǒng)所需之最高移動轉(zhuǎn)速,；
●馬達的轉(zhuǎn)子慣量與負載慣量相匹配,；
●連續(xù)負載工作扭力≦馬達額定扭力；
●馬達最大輸出扭力>系統(tǒng)所需最大扭力（加速時扭力）,。
（2）選型計算：
●慣量匹配計算（JL/JM）
●回轉(zhuǎn)速度計算（負載端轉(zhuǎn)速,，馬達端轉(zhuǎn)速）
●負載扭矩計算（連續(xù)負載工作扭矩,，加速時扭矩）
