不用马达如何维修测试伺服器？三个维修实例在这里！

一、什么是驱动呢？

驱动就是变频器和伺服器的总称，也包括运动控制器，是工业机器人的重要零部件。变频器和伺服器最大的区分就是开环控制和闭环控制，但变频器不也全部都是开环控制，很多变频器支持闭环控制，一些工程型变频器，闭环控制后，控制精度也很高。比如注塑机上的驱动变频器，实质上也是变频器，同样也采用闭环控制方式。很多进口品牌变频器和伺服控制器外观接口完全一样，以软件包功能来区分变频器和伺服器的功能。举两个品牌为例：先说lenze，比如93系列，矢量变频器，伺服控制器，定位控制器等等，外观几乎一摸一样；再说keb科比，比如市场上用得最多的F5系列，都自带了几个软件包，开环闭环程序一应俱全，用户只能从铭牌尾缀上去区分。

1.美国ct艾默生sp系列变频伺服控制器

2.德国鲍米勒变频伺服控制器

工业设备三大板块：控制，通讯，和驱动。三大板块又是相互关联的，配合的。在实际维修中，驱动是出故障最多的一个板块。顾名思义，驱动，就是驱动马达的，马达虽然种类繁多，什么交流马达、直流马达、伺服马达、同步马达、线性马达等等。但马达的作用，就是把电力转换为动力的载体。电动机这东西原理其实没那么简单，要运动起来很容易，要停下来，断电就行！但要让它精确的起动和停止，就比较复杂了，除了电机本身的性能指标，就必须要用驱动器控制。

伺服器一般功率都不会太大，接口统一，适合于需要二次开发的场合去应用。伺服器一般需要匹配专用电机，必须闭环控制（测速反馈无法屏蔽）。这就引出一个问题：没有电机配对，第一时间就反馈报警，让维修变得十分棘手，更无法进行运动测试！运动控制器更麻烦，很多都走了通讯，有的连数字控制端口都没有（比如kuka机械臂驱动器）！！单台运动控制器维修，要做输出测试，几乎不可能。

用了反馈的闭环变频伺服器，要维修，两个问题必须得面对：

1、闭环控制的驱动器维修，要吗有配套的电机，要吗修改参数。先说配套的电机，像大功率的驱动设备，不可能拿电机给你匹配测试；修改参数，风险同样存在，有些品牌的控制器，用户程序逻辑关联复杂，明明只改动一个参数，后台就把所有的关联参数，给默认变动了，造成原数据无法恢复。

2、自己匹配各种电机。投入很大，但最直接，很多维修公司也的确这样做的。对于专修一二个品牌是可以的，但如果你什么品牌但维修，就不太现实了。那么，在维修闭环控制的驱动器方面，就没有别的办法了么？当然有办法，我的方法就是做一款模拟测试仪，专门对付这种闭环控制器。好处是不改任何参数，让控制器有输出，启动，正转，反转，加速，停止一应俱全，通道问题一览无余。缺点是无法测试过流过载问题，模拟吗，我们维修人员只能看清楚工作状态，不是实际带载。但根绝我的经验，通过模拟测试的方法，成功率95%+应该有了。

3.德国力士乐伺服控制器

二、驱动器维修的故障判断与测试技术

既然闭环控制器维修起来很麻烦，又是绕不开的坎。作为这个靠这个行业吃饭的专业人士，就找办法来克服它嘛！举个例子，海天注塑机上的伺服驱动器，用的是德国keb科比的F5系列变频控制器。Keb作为注塑驱动的老大哥，产品不止在中国几大知名注塑设备上可见，在世界上很多注塑机品牌也用的是keb的产品。但keb有一个毛病，就是用户参数逻辑性太强，明明肆仟多条参数，出厂的时候，精简成用户可见的几十条参数（CP参数），你在界面上改一个参数，背后互相关联的参数自动修改一大堆！作为没有经验的维修人员，当你喜滋滋的采用开环试机后，改回原参数再给用户的时候，奇怪的是用户多半都用不了了。我就修过不少兄弟同行试机后掉数据的案例，其实不止keb品牌，别的品牌也存在一样的问题。如果你把工控维修只是换换硬件，那证明有些学费还没交够。

于是想办法做了个模拟测试仪，顺着这条思路研究别的品牌，得出的总结是：除了采用纯总线控制的控制器，几乎都可以集成出想要的测试模块，只不过成本有高有低，但是都可以做（注：目前正申请实用技术专利）。除了做维修，用模拟测试仪判断现场是控制器还是马达问题，立竿见影。用模拟测试仪判断编码器断线，又准又快。

4.用模拟测试仪测试lenze9300ep系列伺服器

1、模拟测试的优缺点。

优点是，可以尽量不改动驱动器用户参数试机，让变频伺服器真正的有频率和电压输出。如果是运动控制器，只要用了数字启动端口就可以做测试。缺点是：1没法匹配总线控制的控制器；2输出只能带灯泡，不能带电机，因此无法测试动态电流。但这就够了，毕竟报警过流过载的我们可以通过霍尔动态检测法，轻而易举就能找到故障点。

2、需要准确对接控制器的反馈方式。

纵观市场上采用闭环控制的进口驱动器，大体可以分为两大类，解析器（旋转变压器）和编码器。欧洲品牌对旋变的运算解码技术成熟，喜欢默认旋变。美日的产品更倾向使用编码器。这两种用法各有所长，就稳定性来说，旋变当然更稳定。就使用场景来说，编码器更轻，也更容易安装。

3、驱动控制的接口

不管是欧美产品还是日韩产品，都采用DB15或DB9标准头，至于针孔的定位，可以参考模拟测试仪的产品手册。

4、现场故障判断的难度

作为工厂电工，现场故障判断是必须具备的。但现场判断也有不同的难度。比如伺服器过流过载或反馈报警：是马达的故障还是伺服器的故障？是编码器断线还是过负荷造成？在现场，一条编码器走线都够你忙活一上午了，弄不好就得拆机，相互调换……。

5.用模拟测试仪测试德国keb F5系列伺服控制器

三、把驱动器的维修简单化

我说过，严格来说，每一个品牌的变频器和伺服器都可以做模拟测试仪。品牌厂家最容易搞，但品牌肯定不会干这件事，自己的产品什么测试条件不具备呢。一些技术实力强悍的维修公司是具备模拟测试的，但那是不传之密，大家心照不宣的守口如瓶。如果说工控维修真的像传说中一样存在段位的话，我想除了理论基础，实操经验，pcb板件测绘，逻辑分析等软实力，维修测试同样非常重要。我把模拟测试方法用设备的方式做出来，目标，就是拉低一下工控维修的门槛。

考虑到市场上产品的型号兼容性和匹配度，这款测试装置，是可以匹配欧美大多数品牌的。自带解析器功能和增量编码器功能，常见品牌如：lenze伦茨伺服器，keb控制器，BAUMULLER鲍米勒控制器，lust路斯特伺服器，ct艾默生变频伺服器……，经过一定的转换，实测都能匹配。只是不同品牌需要不同的数据线，大多不需要更改用户数据，有的也需要修改一些参数，匹配好后，直接启动就有输出。

模拟测试仪功能如下：

1、解析器反馈方式。针对不同的品牌匹配不同的编码器线，编码器线一端和测试仪连接，一端连接变频伺服器编码器端口。带转速调整和正反转换向功能

2、编码器反馈方式。普通测试仪只支持增量式8线编码器，供电电压不限。（如绝对值，ubs口编码器需要定制）。注意不同的品牌需要不同的编码器线。带转速调整和正反转换向功能。

3、0-10v的电压输出，可做外部模拟给定。

4、4-20ma电流输出，可做外部模拟给定。

5、脉冲输出，可以作为驱动脉冲给定转速。

6、编码器断线检测功能。现场很多编码器走线复杂，用断线检测功能，很快可以确定是不是有连线断路，非常省力省时。最多支持16线检测。

7、变频伺服器输出缺相检测。这个功能需要先启动控制器（有的品牌缺相无法启动），连接假负载，然后切换到缺相检测功能，可以准确出u/v/w相的那个桥臂出了故障。

模拟测试仪：根据切换，可以旋转变压器反馈，增量反馈等大多数品牌，带编码器断线检出功能

假负载：可以假负载输出，判断缺相，关机自动放电等功能

用途和实例：

例1：一台海天注塑机油压伺服无法启动，但无法确定是马达故障还是变频控制器问题，有模拟测试仪就可以很快判断出问题。过程如下：（1）将马达线卸下，连上假负载（灯泡）。（2）将反馈线和数字端子拔下。（3）将测试仪的编码器线插接在x3a口，将数字端子插数字接口。这时只需要在模拟测试仪上转换外部/内部启动模式，拔动启动开关，加速解析器，变频伺服器如果正常，就应该有输出，灯泡随输出频率点亮。

例2：一台lenze9324ep定位伺服器，输出报警反馈故障。伦茨在纺织，机械行业的运用广泛，伦茨也是典型的，以软件区别用途品牌。以93系列的来说，ev就是普通的变频器，es是普通伺服器，ep是定位伺服器，ep系列是屏蔽不了闭环功能的，默认解析器反馈。将x7口连接编码器线，对应测试仪的DB9针插口。将数字端口对应x5的数字端口。设启动电源为外部供电，测试仪数据线自编程对应e4，启动对应28，gnd对应59。加载解析器，伺服器有输出灯泡点亮。既然反馈正常，有输出，证明输出通路大抵正常，故障要吗出在编码器，要吗出在驱动部分。接着测试输出相位。将测试仪速度稳定在300rpm，将输出测试切换到相位检测上，当测到w相上桥的时候，灯泡不亮，确定故障出在w相上桥。开机检测，发现上桥供电元件损坏，更换后输出正常。同样，测试仪也可以单独测试现在9400伺服系列。

例3：一台ct艾默生sp系列的变频伺服器，无显示，客户用在机床上面。Ct艾默生变频伺服器，sp系列是其高端产品，用途广泛，同样是用软件，包区分应用功能的品牌。要说电源问题其实很简单，但用户担心掉数据，说以前修过了数据就弄丢了，造成装机无法使用。本来问题不复杂，但客户这样一说，我也不打算带电机了，直接用测试仪测试。

从参数得知，这台Ct艾默生用的是增量编码器，默认接口是DB15针，找出对应的编码器线（这时要注意编码器供电电压，插在测试仪对应的DB口上），将数字线（需要另做）连接到变频伺服器的数字端口上，确定为外部控制，先屏蔽  报警功能，在启动，确认无告警。加速编码器速度，伺服器输出频率电压，假负载灯泡点亮。

将速度定位到1500prm，运行一个小时，发给客户，装机完全正常。

现场测试实例

四、后记

模拟测试仪的开发，其实比较偶然，今年自己有时间走了一下市场，发现很多维修公司，基本没有模拟测试的概念，一些不具备测试的驱动维修，就好像是赌运气的维修，自己也不知道好坏，便先发给客户（这也是没有办法的办法）。上半年去江苏做技术支援，和圈内朋友探讨过模拟测试，他们很感兴趣，给定了两个品牌的测试方案（维修量最大），回广州后经过一段时间的筛选、对比，最终找出了兼容性比较好的备件，装配成功。

变频器伺服器的维修，不管什么品牌都可以找出适合的测试方法。就是走通讯的运动控制器，同样也可以拆分出来测试。个人觉得，模拟测试这种办法，对工厂电工同样管用，可以轻易的判断一些现场故障，能节约一些时间，特别是有很多同型号控制器的场合。