تعمیر و عیب یابی سروو موتور و رفع خطا

سروو موتورها و اجزای کلیدی

سروو موتور در واقع الکتروموتوری است که تجهیزاتی مانند درایو در کنار آن قرار گرفته‌اند و برای کنترل دقیق حرکت طراحی شده است.

دسته‌بندی‌ها سروو موتورها را می‌توان از نظر مکانیکی به خطی و دورانی و از نظر الکتریکی به برق متناوب (AC) و برق مستقیم (DC) تقسیم کرد. سروو موتورهای AC به دلیل راندمان بالا، اندازه کوچک و نیاز کمتر به تعمیرات، کاربرد گسترده‌تری در صنایع دارند.

اجزای اصلی سروو موتور از دو بخش اصلی مکانیکی و الکتریکی تشکیل شده است:

• قسمت مکانیکی: شامل شفت، بلبرینگ‌ها (یاتاقان) و صفحات.
• قسمت الکتریکی: شامل سیم‌پیچ‌ها، آهنرباها (در سروو AC آهنربای دائم)، و مهم‌تر از همه، بخش فیدبک مانند انکودر (Encoder) یا رزولور (Resolver). انکودر وظیفه فیدبک‌گیری از موتور و ارسال اطلاعات لحظه‌ای (موقعیت، سرعت، جهت) به درایو را دارد.

نکته حیاتی: تراز انکودر تراز انکودر (Alignment) در سروو موتور بسیار حیاتی است، به ویژه در موتورهای بدون جاروبک. حتی انحرافات جزئی در تراز می‌تواند باعث عملکرد ضعیف موتور یا عدم کارکرد کامل آن شود. تراز صحیح برای کموتاسیون (Commutation) درست موتور توسط درایو و تامین گشتاور و سرعت مورد نیاز ضروری است.

کلیک کنید >>> تعمیر سروو موتور دلتا

نشانه‌های خرابی سروو موتور و ضرورت نگهداری 

تشخیص زودهنگام علائم خرابی، کلید جلوگیری از آسیب‌های پرهزینه‌تر است.

علائم رایج خرابی

• کدهای خطا: نمایش کدهای هشدار (Warning) یا خطا (Alarm) بر روی درایو متناظر.
• گرم شدن بیش از حد: افزایش دمای موتور یا درایو (سروو موتورها و درایوها به گرما حساس هستند).
• نویز و لرزش غیرعادی: لرزش بیش از حد یا صداهای آزاردهنده که ممکن است ناشی از سیم‌کشی اشتباه، مشکلات الکتریکی، یا خرابی یاتاقان‌ها باشد.
• کاهش عملکرد: کاهش گشتاور، محدودیت سرعت یا حرکت، یا نچرخیدن موتور.
• بوی سوختگی یا دود: نشان‌دهنده گرمای بیش از حد یا سوختن سیم‌پیچ‌ها.
• خاموش شدن ناگهانی: به‌خصوص در سرعت‌های بالا، که نشان‌دهنده نقص جدی در سیستم حفاظت از بار، بلبرینگ نامناسب، یا فیوزهای سوخته است.

اهمیت نگهداری تمیزکاری منظم، روانکاری یاتاقان‌ها و بازرسی اتصالات، می‌تواند عمر مفید سروو موتور را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. سرویس دوره‌ای می‌تواند هزینه تعمیرات را تا 30 درصد کاهش دهد.

• بازرسی ماهانه: بررسی دمای موتور (استفاده از دماسنج مادون قرمز)، چک کردن اتصالات شل یا قطع شده، بررسی هشدارها و زنگ‌های اعلام خطا، و تمیز کردن فن و هیت سینک برای خنک‌کنندگی.
• بازرسی سالانه: اندازه‌گیری مقاومت عایق بین فازها و قاب موتور (باید از 300 مگا اهم تجاوز کند) و بررسی شکل موج‌های TCMD و VCMD.

کلیک کنید >>>> تعمیر تجهیزات اتوماسیون صنعتی

عیب یابی و رفع خطاهای سروو موتور

عیب‌یابی سروو درایوها معمولاً با مشاهده آلارم‌ها و کدهای خطا آغاز می‌شود. به طور کلی، چهار نوع آلارم وجود دارد: عمومی (General)، STO (Safe Torque Off)، ارتباطی (Communication) و کنترل حرکت (Motion Control). فرمت نمایش آلارم‌ها معمولاً به صورت AL.nnn است.

الف) خطاهای عمومی سروو موتور

خطاهای عمومی معمولاً ناشی از خطاهای سخت‌افزاری یا سیگنال انکودر هستند.

ب) خطاهای خاص سروو موتور

• خطای ارتباطی سریال (AL019, AL020): ناشی از تنظیمات نادرست پارامترهای ارتباطی، آدرس اشتباه یا زمان‌بندی نامناسب (Timeout).
• خطای STO (AL500-AL503): مربوط به فعال شدن عملکرد "Safe Torque Off" یا از دست رفتن سیگنال‌های STO_A/STO_B.

کلیک کنید >>>> تعمیرات تخصصی پی ال سی PLCدلتا

مراحل تخصصی تعمیر سروو موتور (در کارگاه‌های اختصاصی)

تعمیر تخصصی سروو موتور توسط کارشناسان در چند مرحله کلیدی و دقیق انجام می‌شود:

1. مرحله ارزیابی (Evaluation):

   • بررسی کلیه بخش‌های پیچیده سروو موتور.
   • اجرای چهار تست اصلی برای تعیین سلامت سیم‌پیچ و عایق: تست فاز به زمین (با مگا اهم متر)، تست نیروی محرکه الکتریکی معکوس (BEMF)، تست فاز به فاز (با مولتی‌متر)، و بررسی فیدبک.

2. مرحله جداسازی و تمیزکاری:

   • پس از یادداشت‌برداری از اندازه‌گیری‌ها، قطعات با دقت جدا می‌شوند. این شامل جداسازی دقیق انکودر و محفظه آن است.
   • شستشوی اصولی و رفع گرد و غبار از تمامی اجزای داخلی (استاتور، روتور، شفت) بسیار مهم است.

3. مرحله مونتاژ مجدد (Reassembly):

   • تعویض یاتاقان‌های فرسوده با قطعات باکیفیت.
   • کالیبراسیون انکودر و رزولور: این مرحله شامل تنظیم دقیق جایگاه مکانیکی و سیگنال‌های الکتریکی فیدبک (Commutation) است تا گشتاور موثر تولید شود. این کار نیاز به دستگاه‌های اندازه‌گیری مرتبط دارد.
   • در این مرحله همچنین تست سرج ارستر (Surge Test) انجام می‌شود که تنها آزمایشی است که می‌تواند نقاط ضعف عایقی را که در ولتاژ کاری یا تست‌های ولتاژ پایین مشخص نمی‌شوند، شناسایی کند.

4. مرحله تست نهایی:

   • تکرار چهار تست مرحله ارزیابی برای اطمینان از عملکرد صحیح اجزای مونتاژ شده.
   • تست موتور تحت یک سیستم حلقه بسته با سروو درایو مناسب (تست گشتاور نامی، سرعت و جریان).
   • انجام تست دوار و آزمایش خرابی حرارتی برای اطمینان از کارکرد صحیح دستگاه.

ابزارهای مورد نیاز برای عیب یابی و تعمیر

برای عیب‌یابی و تعمیرات، استفاده از ابزارها و تجهیزات مناسب ضروری است:

• ابزارهای پایه: مولتی‌متر (دیجیتال و آنالوگ) برای اندازه‌گیری مقاومت، جریان و ولتاژ [225، 184]، آچارها و پیچ‌گوشتی‌ها.
• ابزارهای تخصصی الکتریکی: مگا اهم متر (Megger) برای بررسی مقاومت عایق و تست فاز به زمین، اسیلوسکوپ برای مشاهده شکل موج و تحلیل سیگنال‌ها، تست سرج ارستر (برای یافتن نقاط ضعف عایقی).
• تجهیزات تست فیدبک: دستگاه‌های تست انکودر و رزولور (مانند Mitchell Electronics TI-5000JX) برای شمارش پالس، بررسی عرض پالس و کالیبراسیون موقعیت زاویه‌ای.
• تجهیزات تست موتور: پایه تست موتور با سرعت متغیر (برای موتورهای بدون جاروبک)، و ایستگاه بک-درایو (Back-drive station) برای مشاهده EMF.

سوالات متداول تعمیر و عیب یابی سروو موتور 

1. چرا تعمیر سروو موتور نسبت به خرید مجدد توصیه می‌شود؟

تعمیر سروو موتور می‌تواند تا 70 درصد در هزینه نسبت به خرید یک واحد جدید صرفه‌جویی کند و از نظر اقتصادی گزینه عاقلانه‌تری است.

2. اصلی‌ترین تفاوت سروو موتور با موتور معمولی چیست؟

سروو موتورها معمولاً با فیدبک (Encoder/Resolver) همراه هستند و از لختی (اینرسی) کمی برخوردارند، بنابراین امکان کنترل دقیق موقعیت و سرعت در کمترین زمان ممکن را دارند.

3. کدهای خطای سروو درایو به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند؟

چهار نوع آلارم وجود دارد: عمومی (مانده خطای انکودر یا سخت‌افزار)، STO (خطاهای ایمنی گشتاور)، ارتباطی (خطاهای Modbus/Ethernet) و کنترل حرکت (خطاهای فرمان).

4. چه علائمی نشان می‌دهد که سروو موتور نیاز به بازرسی یا تعمیر دارد؟

علائم رایج شامل نمایش کدهای خطا، گرم شدن بیش از حد، نویزهای غیرعادی، لرزش، کاهش گشتاور یا سرعت محدود، و قطع و وصل شدن متناوب عملکرد است.

5. علت رایج خطای اضافه جریان (Overcurrent - AL001) چیست؟

این خطا می‌تواند ناشی از اتصال کوتاه موتور یا نقص به زمین، سیم‌کشی اشتباه موتور، خرابی IGBT یا تنظیمات نادرست پارامترها باشد.

6. در صورت بروز خطای اضافه ولتاژ (Overvoltage - AL002)، اولین اقدام چیست؟

باید با ولت‌متر چک کنید که ولتاژ ورودی مدار اصلی در محدوده مجاز باشد؛ همچنین اتصال مقاومت احیا کننده و تنظیمات آن (P1.052 و P1.053) را بررسی کنید.

7. خطای کمبود ولتاژ (Undervoltage - AL003) چگونه رفع می‌شود؟

باید سیم‌کشی ولتاژ و ولتاژ ورودی مدار اصلی چک شود تا از نرمال بودن آن مطمئن شوید. اگر ولتاژ به محدوده طبیعی بازگردد، آلارم به طور خودکار یا با استفاده از فرمان DI.ARST پاک می‌شود.

8. انحراف بیش از حد فرمان موقعیت (AL009) چه دلایلی دارد؟

از دلایل این خطا می‌توان به تنظیم پایین حداکثر انحراف مجاز (P2.035)، گین پایین، گشتاور محدود شده پایین، بار خارجی بیش از حد یا شل بودن کابل‌های برق اشاره کرد.

9. چرا تنظیم و تراز انکودر (Encoder Alignment) در سروو موتور مهم است؟

تراز انکودر حیاتی است تا موتور بتواند توسط درایو به درستی کموته شده و گشتاور و سرعت لازم را تامین کند. حتی انحرافات جزئی در تراز می‌تواند باعث عملکرد ضعیف یا عدم کارکرد موتور شود.

10. برای رفع خطای انکودر (AL011)، چه اقداماتی پیشنهاد می‌شود؟

باید مطمئن شوید سیم‌کشی انکودر طبق دستورالعمل است، کانکتور CN2 شل نباشد، و برای جلوگیری از تداخل از کابل شیلددار استفاده کنید. همچنین از اتصال زمین مناسب موتور مطمئن شوید.

11. اگر سروو موتور بیش از حد گرم شود، دلایل رایج آن چیست؟

دلایل گرمای بیش از حد شامل اضافه بار مداوم، تهویه نامناسب، زمان کار طولانی، یا کثیفی فن خنک کننده و هیت سینک است.

12. اگر سروو موتور هنگام کار صدای غیر عادی تولید کند، چه باید کرد؟

باید اتصالات سروو موتور را بررسی کنید و از مناسب بودن ولتاژ ورودی مطمئن شوید. نویز زیاد می‌تواند ناشی از سیم‌کشی اشتباه یا مشکلات الکتریکی باشد.

13. تست سرج ارستر (Surge Tester) در فرآیند تعمیر چه اهمیتی دارد؟

تست سرج تنها آزمایشی است که می‌تواند نقاط ضعف عایقی سیم‌پیچ‌ها را که تحت ولتاژهای بالاتر از ولتاژ کاری آشکار می‌شوند، پیدا کند و از خرابی‌های جدی پیشگیری نماید.

14. برای حفظ طول عمر سروو موتور، چه اقداماتی باید ماهانه انجام شود؟

بررسی اتصالات شل یا قطع شده، اندازه‌گیری دمای موتور (مانند استفاده از دماسنج مادون قرمز)، و بازرسی و تمیز کردن فن خنک کننده حیاتی است.

15. چه ابزارهایی برای تست سیم‌پیچ و عایق سروو موتور ضروری هستند؟

برای تست عایق‌بندی از مگا اهم متر (Megger) و برای تست فاز به فاز و مقاومت از مولتی‌متر استفاده می‌شود.

16. در صورت از دست رفتن موقعیت مطلق (AL060) چه باید کرد؟

این خطا معمولاً به دلیل ولتاژ پایین باتری، یا تعویض/نصب نادرست باتری رخ می‌دهد. باید ولتاژ باتری (بالای 2.9V) بررسی شده و سپس عملیات هومینگ (Homing) برای بازنشانی مختصات مطلق انجام شود.

17. خطای اضافه بار در درایو (Servo drive overload - AL02C) چگونه تشخیص داده می‌شود؟

با پایش متغیر "جریان موتور (آمپر)" (با تنظیم P0.002 به 11) چک می‌شود که آیا میانگین گشتاور (یا بار) به طور مداوم بالای 100% است یا خیر. در این صورت باید ظرفیت موتور افزایش یابد یا بار کاهش یابد.

18. خطای ولتاژ در طول احیا (AL010) چه زمانی رخ می‌دهد؟

زمانی که مقاومت احیا کننده نادرست انتخاب شده یا متصل نیست، و ولتاژ باس DC در طول احیا برای مدتی روی 400V باقی می‌ماند.

19. در تعمیرات داخلی، چه اشتباهاتی باید در هنگام کار با فیدبک‌ها اجتناب شود؟

یکی از اشتباهات رایج، جدا کردن انکودر قبل از بررسی و مستندسازی تراز آن است. همچنین نباید انکودر را با اهرم کردن (prying) از شفت جدا کرد، زیرا ممکن است به انکودر یا موتور آسیب برسد؛ استفاده از جک اسکرو توصیه می‌شود.

20. برای احیای یک درایو غیرفعال (Bricked Drive) پس از به‌روزرسانی ناموفق سفت‌افزار، چه مراحلی باید انجام شود؟

در شرایطی که درایو غیرفعال است (بدون نور پنل و ارتباط)، باید پین‌های 13 و 14 روی CN1 جامپر شوند، سپس برق درایو وصل و با استفاده از ابزار SureServo2 Pro فایل FW جدید فلش شود. پس از تکمیل، برق قطع شده، جامپر جدا و مجدداً برق وصل گردد.