数控机床主轴伺服系统故障检查及维修实例

电子工业的飞速发展，使各种集成度高、性能先进的调速驱动层出不穷，给数控机床的更
新换代提供了有利条件，但对于目前大中型企业还无法将旧数控机床全部改造的现实，
修理旧的驱动系统，仍是维修战线上的一项艰巨任务。下面就谈谈笔者在维修主回路采用
错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控卧、立式车床中所遇到的部分故障及处理方法，

 

供同行们参考。

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　故障一

　　故障现象：1.8m

  

数控卧车在停车时发出巨大响声，同时车间总电源跳闸。

　　检查：(1)车间电工对供电系统进行检查，跳闸的自动空气断路器所在处，因环境潮
湿开关盒内自动跳闸的连杆机构已腐蚀，另外三相触点中有一相触点只有一小部分能接
触。(2)车间供电变压器容量小，超负荷运行。其正常的相电压只有 340V。(3)一只晶闸管已
被烧坏，查看驱动电路，B 相触发脉冲短小，只有正常触发脉冲幅值的四分之一，进一
步查实为 B 相触发电路中的放大管 T3

  

性能不好所致。

　　可控硅触发脉冲电路如图 1

  

所示，由于该图原理简单，在此不予说明。

　　分析：晶闸管在整流状态下缺相和在逆变状态下缺相结果是不同的。在整流状态下总
是触发电位较高的晶闸管如 SCR1，同时使前一相晶闸管 SCR3 承受反相电压而关断。在
SCR3 的关断期间以反相阻断状态为主。即使后一个晶闸管不触发，而 SCR3 到一定时刻
也会因过零而自动关断。但如果是在停车降速时，即在逆变的情况下(同样也是触发电位
较高的晶闸管导通，并使前一个晶闸管承受反压而关断)，这时的晶闸管在关断时有很长
一段时间处于正向阻断状态。这样，若后一个晶闸管不导通，由于电感 L 的放电作用，使
该晶闸管再延续导通一个周期而进入正半周，晶闸管将继续导通下去，同时阻碍后面的
晶闸管导通。于是，晶闸管输出的正向电压与电动机电势迭加产生很大的电流，这时即产
生逆变颠覆，轻则烧坏保险丝，重则烧坏晶闸管。如果车间的电压供电系统正常，没有大
的波动，也许不会烧坏晶闸管。交流电网电压波动大，车间变压器容量小，超负荷运行，
再加之 B 相正组触发脉冲幅值小，及车间供电系统的总开关盒的损坏等综合原因造成了

  

这次故障的发生。
　　处理：(1)更换自动空气断路器。(2)更换新的晶闸管。

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　故障二

　　故障现象：1.8m

  

卧车在点动时，花盘来回摆动。

　　检查：测量驱动控制系统中的±20V 直流稳压电源的纹波为 4V 峰峰值，大大超过了

  

规定的范围。
　　分析：在控制系统的放大电路中，高、低通滤波器可以滤掉，如：测速机反馈，电流
反馈，电压反馈中的各次谐波干扰信号，但无法滤除系统本身直流电源电路中的谐波分
量，因它存在于整个系统中，这些谐波进入放大器就会使放大器阻塞，使系统产生各种
不正常的现象。在点动状态下，因电机的转速较低，这些谐波已超过了点动时的电压值，

  

造成了系统的振荡，使主轴花盘来回摆动，而且一旦去除谐波信号，故障马上消失。
　　处理：将电压板中的 100MF 和 1000MF 滤波电容换下焊上新电容，并测量纹波只有

  

几个毫伏后将电源板安装好，开机试运行，故障消除。