機械損傷

伺服反饋編碼器故障中最常見(jiàn)的就是各種機械損傷，包括由于機械振動(dòng)、碰撞、沖擊、磨損等因素造成的編碼器內部元件結構（碼盤(pán)、軸和軸承等）的硬件損壞。

1. 振動(dòng)

過(guò)大的機械振動(dòng)極有可能造成編碼器碼盤(pán)、軸和軸承的損傷。

對于伺服反饋來(lái)說(shuō)，有些振動(dòng)是由電機本體的振動(dòng)引起的，這種情況是比較容易預防和避免的，因為這種振動(dòng)看上去就比較直觀(guān)，也容易測量和采取糾正措施，只要能夠將電機本體的振動(dòng)強度控制在其標稱(chēng)的振動(dòng)等級（加速度和頻率）范圍內，就基本上可以避免這種振動(dòng)對伺服電機和反饋帶來(lái)的危害了；還有一些情況，振動(dòng)是在電機運行過(guò)程中伴隨機械軸旋轉而引起的。

這些振動(dòng)基本上與電機本體和設備機械結構的振動(dòng)沒(méi)有太大關(guān)系，而是和電機運行時(shí)其輸出軸的受力情況以及軸 / 軸承的磨損情況密切相關(guān)的，即使從電機本身看不出任何振動(dòng)，反饋編碼器也很有可能因為這些異常的軸向或徑向振動(dòng)而受損；同時(shí)由于此類(lèi)振動(dòng)主要發(fā)生在電機內部高速旋轉的機械軸上，具有很強的隱蔽性，其危害往往會(huì )被人們忽視。 

要預防這種因電機軸振動(dòng)造成的編碼器故障或損壞也并不難，只是需要在伺服電機的安裝、使用和維護時(shí)，確保其在運行過(guò)程中軸向力和徑向力在產(chǎn)品標稱(chēng)的限值范圍以?xún)取?/span>

2. 沖擊

和所有機電類(lèi)產(chǎn)品一樣，伺服電機和反饋編碼器產(chǎn)品也會(huì )有額定的抗沖擊加速度限值標稱(chēng)。過(guò)大的沖擊力將可能導致伺服編碼器碼盤(pán)、軸、軸承、集成線(xiàn)路板和芯片的損壞、甚至整個(gè)反饋編碼器的損毀和報廢。

因此，在使用伺服電機過(guò)程中，須盡量避免其本體受到任何外力的撞擊，尤其要防止對電機輸出軸的沖撞和敲擊，無(wú)論是來(lái)自軸向或徑向的。

3. 磨損

另一種機械損傷，就是伺服反饋編碼器軸和軸承的磨損。雖然并不是很常見(jiàn)，但也需要引起一定的重視。

它有可能是因為電機軸長(cháng)期振動(dòng)（軸向或徑向）造成的；也有可能是由于電機軸超速運轉而引起的，盡管一般伺服電機很少出現超速運轉的狀況，并且反饋編碼器的最大允許轉速要比伺服電機的峰值轉速高出許多，但是在某些異常情況下，反饋編碼器因為電機“被”超速運轉而受損的風(fēng)險還是依然存在的。 

電氣損壞

在各種伺服反饋編碼器故障中，電氣損壞也是經(jīng)常發(fā)生的。

一方面，當伺服電機或/和編碼器反饋線(xiàn)路處在電磁兼容性能較差的機電系統環(huán)境中時(shí)，在其信號回路上可能會(huì )因為受到較強電磁噪聲干擾而瞬間產(chǎn)生極高（幾千甚至上萬(wàn)伏特）的高頻沖擊電壓，導致編碼器信號電路的損壞。 

另一方面，編碼器外部線(xiàn)路的異常，例如：短路、斷路、接錯線(xiàn)、極性接反、電源異常（如波動(dòng)）等等，也都有可能造成伺服反饋的電氣故障或損壞。

還有一種電氣損壞是伺服反饋所特有的，是由于電機的機械損傷而引起的。如果伺服電機在運轉時(shí)，因其輸出軸長(cháng)期受到過(guò)大的軸向或徑向力作用，造成軸和軸承的磨損，就會(huì )在電機內部產(chǎn)生大量金屬屑和粉塵，當這些金屬粉塵附著(zhù)在反饋編碼器的線(xiàn)路板上時(shí)，極有可能因短路而造成其內部電路的故障或損壞。 

環(huán)境影響

這里所說(shuō)的環(huán)境，首先當然還是指伺服電機所處的物理環(huán)境，包括：濕度、溫度、滴液、油污、粉塵、腐蝕等等。

這些污染物進(jìn)入電機內部原因很多，可能是電機自身防護等級不足以抵御惡劣的應用環(huán)境，例如：將 IP54 的伺服電機置于需要用水沖洗的食品衛生設備，也可能是不當的安裝使用方法造成的。 

因此，伺服電機本身的 IP 防護等級，以及產(chǎn)品應用集成和運行維護時(shí)所采取的環(huán)境防護措施就顯得非常重要了。

不過(guò)，僅僅做好對伺服電機的應用防護還是遠遠不夠的，因為對于伺服反饋來(lái)說(shuō)，它還會(huì )受到電機內部環(huán)境的影響。 

而如果再看溫度方面對伺服反饋編碼器的影響，則主要就是來(lái)自于伺服電機內部了，因為其繞組線(xiàn)圈在連續運行時(shí)的實(shí)際溫度往往遠高于周?chē)h(huán)境溫度，這對于緊貼在電機軸末端安裝著(zhù)的伺服反饋編碼器來(lái)說(shuō)，是一個(gè)極大的挑戰和威脅。通常伺服反饋的工作溫度范圍極限可達 +110°C ~ +120°C，過(guò)高的電機運行溫度，將可能導致反饋編碼器內部電路工作不穩定甚至發(fā)熱損壞。因此，合理規劃伺服電機的動(dòng)作周期和運行負荷，防止出現過(guò)高的繞組溫度，對于保護其內部集成的反饋編碼器，也是十分重要的。 

有沒(méi)有發(fā)現，電機軸異常受力是會(huì )從各個(gè)方面威脅到伺服反饋編碼器的正常工作的。 

針對上面這些可能造成伺服反饋編碼器損壞的故障原因，為了提升伺服電機用戶(hù)的應用體驗，這些年不少編碼器廠(chǎng)家都對旗下伺服反饋產(chǎn)品作出了一些技術(shù)上的改進(jìn)，例如：

• 為了提升伺服反饋元件抗機械振動(dòng)和沖擊的能力，使用金屬（如鎳合金）作為制作碼盤(pán)的材料，或使用小尺寸（如半徑僅為 2mm）的碼盤(pán)；

• 采用數字通訊接口作為伺服反饋信號輸出，以提升系統抗 EMI 電磁噪聲干擾的能力；

• 增加短路保護、反極性保護、電源寬電壓...等設計，以減少用戶(hù)因為操作（如接線(xiàn)）錯誤而引起元件損壞的機率；

• 采用金屬外殼、增加油封，以提升伺服反饋的防護等級。

不過(guò)，無(wú)論產(chǎn)品有哪些改進(jìn)和發(fā)展，還是要提醒大家不要忘記，嚴格按照產(chǎn)品的安裝使用要求對伺服電機進(jìn)行合理的應用操作。

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