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步進電機失步原因及解決辦法分析

文章來源:立三機電發布日期:2020-04-23

零序電流由三相不平衡時(故障狀態)感應或者產生。一般都是穿過電纜的三條主線。零序電壓是開口三角形,平時無電壓(或者很?。?,故障狀態(接地的情況下)產生的。在繼電保護裝置中設置一定的數值,超過設定數值(電壓、電流、時間),就是過壓,過流。
1、零序一般指的是三相系統中的不平衡分量,零序電流由三相不平衡時感應或者產生。一般都是穿過電纜的三條主線。零序電壓是開口三角形,平時無電壓或者很小,故障狀態產生。在繼電保護裝置中設置一定的數值,超過設定數值就是過壓,零序過流是三相不平衡電流超過設定上限;零序過壓就是三相不平衡電壓超過設定上限。
2、零序是一種接地故障檢測方法,它使用一個傳感器(CT)來把所有相導體和中性導體連接在一起,傳感器會按照線路中接地故障電流的不平衡程度等比例地產生輸出,再由一臺繼電器來測量這一輸出并斷開斷路器或釋放接地故障警報。系統發生不對稱故障時可采用將三相電流轉換為零序、負序和正序的對稱計算,簡化故障分析。零序指三相系統中的不平衡分量且相互之間相位相同。
3、在大短路電流接地系統中發生接地故障后就有零序電流、零序電壓和零序功率出現,利用這些電氣量構成保護接地短路的繼電保護裝置統稱為零序保護。
4、三相電流平衡時沒有零序電流,不平衡時產生零序電流,零序保護就是用零序互感器采集零序電流,當零序電流超過一定值(綜合保護中設定),綜和保護接觸器吸合,斷開電路。
5、零序電流互感器內穿過三根相線矢量。正常情況下三根線的向量和為零,零序電流互感器無零序電流。當人體觸電或者其他漏電情況下:三根線的向量和不為零,零序電流互感器有零序電流,一旦達到設定值則保護動作跳閘。
變壓器電壓低的原因
造成變壓輸出電壓低的主要原因有:
1、次級負載是否過重,電流超過額定電流;
2、變壓器有故障,次級有匝間短路存在;
3、如果是自制的變壓器,有可能是變比(初、次級的匝數比)不對,或使用線徑過細等引起的,
4、初級電壓低。
電壓過低的根本原因是供電質量不高:
1、變壓器容量過小,負載超過變壓器容量過多,引起電壓下降;
2、電線截面積過小,負載超過電線額定的電流過多,溫度高引起電壓下降;
3、導線太長,截面積不夠,電壓損失過多引起電壓下降;
4、三相電流不平衡、電線、開關、接點連接不好等。

步進電動機正常工作時,每接收一個控制脈沖就移動一個步距角,即前進一步。若連續地輸入控制脈沖,電動機就相應地連續轉動。
步進電動機失步包括丟步和越步。丟步時,轉子前進的步數小于脈沖數;越步時,轉子前進的步數多于脈沖數。一次丟步和越步的步距數等于運行拍數的整數倍。丟步嚴重時,將使轉子停留在一個位置上或圍繞一個位置振動,越步嚴重時,機床將發生過沖。步進電動機是開環進給系統中的一個重要環節,其性能直接影響著數控系統的性能。電動機失步會影響數控系統的穩定性和控制精度,造成數控機床加工精度下降。 
1、轉子的加速度慢子步進電動機的旋轉磁場
轉子的力n速度慢于步進電動機的旋轉磁場,即低于換相速度時,步進電動機會產生失步。這是因為輸入電動機的電能不足,在步進電動機中產生的同步力矩無法使轉子速度跟隨定子磁場的旋轉速度,從而引起失步。由于步進電動機的動態輸出轉矩隨著連續運行頻率的上升而降低,因而,凡是比該頻率高的工作頻率都將產生丟步。這種失步說明步進電動機的轉矩不足,拖動能力不夠。
解決方法:
1、使步進電動機本身產生的電磁轉矩增大。為此可在額定電流范圍內適當加大驅動電流;在高頻范圍轉矩不足時,可適當提高驅動電路的驅動電壓;改用轉矩大的步進電動機等。
2、使步進電動機需要克服的轉矩減小。為此可適當降低電動機運行頻率,以便提高電動機的輸出轉矩;設定較長的加速時間,以便轉子獲得足夠的能量。 
2、轉子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉速度
轉子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉速度,這時定子通電勵磁的時間較長,大于轉子步進一步所需的時間,則轉子在步進過程中獲得了過多的能量,使得步進電動機產生的輸出轉矩增大,從而使電動機越步。當用步進電動機驅動那些使負載上、下動作的機構時,更易產生越步現象,這是因為負載向下運動時,電動機所需的轉矩減小。
解決方法:
減小步進電動機的驅動電流,以便降低步進電動機的輸出轉矩。
3、步進電動機及所帶負載存在慣性
由于步進電動機自身及所帶負載存在慣性,使得電動機在工作過程中不能立即起動和停止,而是在起動時出現丟步,在停止時發生越步。
解決方法:
通過一個加速和減速過程,即以較低的速度起動,而后逐漸加速到某一速度運行,再逐漸減速直至停止。進行合理、平滑的加減速控制是保證步進驅動系統可靠、高效、精確運行的關鍵。
4、步進電動機產生共振
共振也是引起失步的一個原因。步進電動機處于連續運行狀態時,如果控制脈沖的頻率等于步進電動機的固有頻率,將產生共振。在一個控制脈沖周期內,振動得不到充分衰減,下一個脈沖就來到,因而在共振頻率附近動態誤差最大并會導致步進電動機失步。
解決方法:
適當減小步進電動機的驅動電流;采用細分驅動方法;采用阻尼方法,包括機械阻尼法。以上方法都能有效消除電動機振蕩,避免失步現象發生。 

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