浅谈直流调速系统故障修理的方法
jic35导读：随着现代科学技术的不断发展，尤其是电力电子学、电机学、计算机科学、自动控制理论的发展，直流电动机在生产过程中的起动和调速要求所采用的方法和设备都有了长足的发展。直流电动机调速系统的控制理论原理和控制装置的小型化、集成化、工作的稳定性都比以前有了极大的提高。由于其经济性能好，生产效率高，在电力拖动系统中处于越来越重要的地位。用直流调速系统装置驱动的加工设备现已成为工厂的关键设备，一旦出现故障，将直接影响车间生产任务的完成。下面以西门子6ra27系列全数字化晶闸管直流调速装置为例浅谈一下直流调速系统装置故障处理和维修的一般方法。
西门子6ra27系列全数字化晶闸管直流调速装置具有结构紧凑、体积小的特点且接线方便。6ra27是三相、四象限、全数字化的直流驱动装置，其所具有的开环和闭环的控制功能——从斜坡函数发生器到触发装置——都由一个十六位的微处理器来实现。装置的操作只需在三个按键和数字显示屏的帮助下即可完成，不需其它的编程设备。转速给定与转速实际值以模拟信号形式输入，主轴定位单元在没有数控设备时仍可以实现主轴定位功能。
一、直流调速系统装置故障处理和维修的方法
（一）直观法
通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象，利用人的手、眼、耳、鼻等感官来寻找原因，认真观察系统的各个部分，将故障缩小到一定范围。例机加一车间xka2140×80数控龙门铣床，起动主轴旋转时主轴所带的附件铣头不动，6ra27直流调速装置系统也无异常，观察故障现象发现主轴电机也正常旋转，因此怀疑主轴电动机与主轴箱ⅰ轴传动轴间的连轴节损坏，拆开发现由于连轴节磨损严重，从而使主轴箱ⅰ轴传动轴轴端磨损，产生相对滑动，更换新的连轴节及主轴箱ⅰ轴传动轴后故障即可消除。
（二）自诊断功能法
6ra27直流调速装置系统都设计有的自诊断程序的功能，随时监视系统的工作状态及整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即显示报警内容或用发光二极管指示故障的起因，然后结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。例如总装车间5×8数控龙门铣床，机床送电一切正常后起动主轴，主轴不动，经观察故障现象发现西门子6ra27直流调速装置显示屏显示f04报警，其报警内容为“缺相。在有调节器释放信号时（在端子64）主电路块熔断或控制电路电源被切断。”检查装置保险未损坏，装置前端主接触器上端电压正常，下端电压缺一相，拆开主接触器发现主接触器一触点接触不好造成电源缺相，更换主接触器后故障即可解除。
（三）参数检查法
6ra27直流调速装置系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障。由于外界的因素或误操作等，都会引起机床参数的丢失或变化，通过核对参数，就能排除故障。
（四）互换法
所谓互换法就是在分析出故障大致范围的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到一定范围。
例如机加一车间ch5240d主轴不动作，6ra27直流调速装置系统显示黑屏，经检查可能是由于电源板故障造成的，换上备用板后，显示屏显示数值主轴运转正常。在备件板的更换中要注意以下问题：更换任何备件都必须在断电情况下进行，在更换备件板上一定要记录下原有的设定开关的设定状态，1或0（on或off）并将新板按同样的状态设定。
（五）假设法
在修理机床时，有不少故障是由于外部条件不满足，没有输入信号造成的，这时可以给它一个信号看工作是否正常，如果能正常工作，就可检查此信号缺失的原因。
例如西门子6ra27系列全数字化晶闸管直流调速装置端子63为“脉冲释放”信号、端子64为“调节器释放”信号、端子72为系统“准备好/故障”信号，这三个信号是相互、相互制约着使用，由于外部条件未满足，从而造成端子63、端子64触点无法闭合，端子72有信号输出产生报警，此时可人为将端子63、端子64触点闭合，观查端子72输出信号是否正常（正常为0状态），由此可以判断是直流调速装置故障还是外部条件未满足，从而确定诊断方向，提高维修效率。
（六）关键点的维修
根据机床操作者对故障现象的描述，结合维修手册相关内容的解释与说明以及自己的维修工作经验的积累、故障经常发生的地方等要素来分析确定故障产生的原因，找到产生的原因，故障就迎刃而解了。
二、维修心得
在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，维修人员首先应要求操作者尽量保持现场系统故障原始状态，不做任何处理，这样有利于分析故障原因。同时还应仔细询问系统故障指示情况、故障表象及故障产生的前期情况，依此做出初步判断，以便确定现场处理所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。如果系统故障可以再现，应该观察故障发生的过程。把问题搞清楚，问题也就解决了一半。
根据已知的系统故障状况按上述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数系统故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的6ra27直流调速装置系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这是维修人员对该装置系统熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。此外，不能随意修改系统参数，这样会降低机床的精度，也有可能导致机床无法工作。修理完后要尽量保持系统原来的标识，如有改动要在图纸上注明。
在完成修理的同时还要重视装置系统的预防性维护：
在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘、金属粉末，一旦它们落在装置系统内的电路板或电子器件上，就容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板短路损坏。这时我们应定期检查装置系统上的各个冷却风扇，看工作是否正常。每半年或每季度检查一次过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数装置系统内温度过高，影响系统的正常工作。
为了保证机床机械部件的正常运行，减少机械磨损和机械部件磨损引起的直流装置系统故障，应定期对各润滑、液压、气压系统的过滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油；定期对气压系统的滤气器放水，发现异常，及时排除，这样可以增加机床的平均*时间。
另外为了减少直流装置系统的平均修复时间，从备件的角度看，理论上应准备充足的备件，发现损坏的器件立即更换。但从资金和库存的角度说，准备所有的备件又不太可能。所以这就要求备件要有针对性，还要提高备件的准确性。要做到这一点，一方面要具有一定的经验，另一方面要加强维护检查工作，及时发现问题并准备备件。
维修人员应做好日常巡视和检查工作，经常与操作者进行交谈，了解机床直流装置系统的运行情况，并可以及早发现一些故障的隐患，有问题及时处理，防止故障扩大，将故障消除在萌芽状态，减少平均修复时间。
在做好以上工作的同时维修人员还需经常学习，除了需要掌握必要的计算机技术、自控技术、plc技术、电机拖动原理外，还要掌握一些液压技术、气动技术、机械原理、机械加工工艺，要有较强的逻辑分析能力，善于观察，并善于总结经验，做好故障档案记录。
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一、直流调速系统装置故障处理和维修的方法
（一）直观法
通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象，利用人的手、眼、耳、鼻等感官来寻找原因，认真观察系统的各个部分，将故障缩小到一定范围。例机加一车间xka2140×80数控龙门铣床，起动主轴旋转时主轴所带的附件铣头不动，6ra27直流调速装置系统也无异常，观察故障现象发现主轴电机也正常旋转，因此怀疑主轴电动机与主轴箱ⅰ轴传动轴间的连轴节损坏，拆开发现由于连轴节磨损严重，从而使主轴箱ⅰ轴传动轴轴端磨损，产生相对滑动，更换新的连轴节及主轴箱ⅰ轴传动轴后故障即可消除。
（二）自诊断功能法
6ra27直流调速装置系统都设计有的自诊断程序的功能，随时监视系统的工作状态及整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即显示报警内容或用发光二极管指示故障的起因，然后结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。例如总装车间5×8数控龙门铣床，机床送电一切正常后起动主轴，主轴不动，经观察故障现象发现西门子6ra27直流调速装置显示屏显示f04报警，其报警内容为“缺相。在有调节器释放信号时（在端子64）主电路块熔断或控制电路电源被切断。”检查装置保险未损坏，装置前端主接触器上端电压正常，下端电压缺一相，拆开主接触器发现主接触器一触点接触不好造成电源缺相，更换主接触器后故障即可解除。
（三）参数检查法
6ra27直流调速装置系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障。由于外界的因素或误操作等，都会引起机床参数的丢失或变化，通过核对参数，就能排除故障。
（四）互换法
所谓互换法就是在分析出故障大致范围的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到一定范围。
例如机加一车间ch5240d主轴不动作，6ra27直流调速装置系统显示黑屏，经检查可能是由于电源板故障造成的，换上备用板后，显示屏显示数值主轴运转正常。在备件板的更换中要注意以下问题：更换任何备件都必须在断电情况下进行，在更换备件板上一定要记录下原有的设定开关的设定状态，1或0（on或off）并将新板按同样的状态设定。
（五）假设法
在修理机床时，有不少故障是由于外部条件不满足，没有输入信号造成的，这时可以给它一个信号看工作是否正常，如果能正常工作，就可检查此信号缺失的原因。
例如西门子6ra27系列全数字化晶闸管直流调速装置端子63为“脉冲释放”信号、端子64为“调节器释放”信号、端子72为系统“准备好/故障”信号，这三个信号是相互、相互制约着使用，由于外部条件未满足，从而造成端子63、端子64触点无法闭合，端子72有信号输出产生报警，此时可人为将端子63、端子64触点闭合，观查端子72输出信号是否正常（正常为0状态），由此可以判断是直流调速装置故障还是外部条件未满足，从而确定诊断方向，提高维修效率。
（六）关键点的维修
根据机床操作者对故障现象的描述，结合维修手册相关内容的解释与说明以及自己的维修工作经验的积累、故障经常发生的地方等要素来分析确定故障产生的原因，找到产生的原因，故障就迎刃而解了。
二、维修心得
在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，维修人员首先应要求操作者尽量保持现场系统故障原始状态，不做任何处理，这样有利于分析故障原因。同时还应仔细询问系统故障指示情况、故障表象及故障产生的前期情况，依此做出初步判断，以便确定现场处理所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。如果系统故障可以再现，应该观察故障发生的过程。把问题搞清楚，问题也就解决了一半。
根据已知的系统故障状况按上述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数系统故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的6ra27直流调速装置系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这是维修人员对该装置系统熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。此外，不能随意修改系统参数，这样会降低机床的精度，也有可能导致机床无法工作。修理完后要尽量保持系统原来的标识，如有改动要在图纸上注明。
在完成修理的同时还要重视装置系统的预防性维护：
在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘、金属粉末，一旦它们落在装置系统内的电路板或电子器件上，就容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板短路损坏。这时我们应定期检查装置系统上的各个冷却风扇，看工作是否正常。每半年或每季度检查一次过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数装置系统内温度过高，影响系统的正常工作。
为了保证机床机械部件的正常运行，减少机械磨损和机械部件磨损引起的直流装置系统故障，应定期对各润滑、液压、气压系统的过滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油；定期对气压系统的滤气器放水，发现异常，及时排除，这样可以增加机床的平均*时间。
另外为了减少直流装置系统的平均修复时间，从备件的角度看，理论上应准备充足的备件，发现损坏的器件立即更换。但从资金和库存的角度说，准备所有的备件又不太可能。所以这就要求备件要有针对性，还要提高备件的准确性。要做到这一点，一方面要具有一定的经验，另一方面要加强维护检查工作，及时发现问题并准备备件。
维修人员应做好日常巡视和检查工作，经常与操作者进行交谈，了解机床直流装置系统的运行情况，并可以及早发现一些故障的隐患，有问题及时处理，防止故障扩大，将故障消除在萌芽状态，减少平均修复时间。
在做好以上工作的同时维修人员还需经常学习，除了需要掌握必要的计算机技术、自控技术、plc技术、电机拖动原理外，还要掌握一些液压技术、气动技术、机械原理、机械加工工艺，要有较强的逻辑分析能力，善于观察，并善于总结经验，做好故障档案记录。
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