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伺服电机uvw对应相线颜色分析

伺服电机uvw对应相线颜色分析

一般情况,U对应电机黄线,V对应绿线,W对应蓝线。

本讨论的前提需要首先明确:假设电机编码器的初始安装相位正确,伺服驱动器将完全接受电机编码器初始安装相位所表示的电机角度相位,而不是伺服电机 的UVW动力线连接后,调整或识别额外的电角初始相位,这也是大多数成套伺服系统的实际处理方法。 电机的UVW三相动力线和驱动器UVW三相端子之间有六种可能的连接关系,驱动端子 UVW顺序为正确接入相序,则电机动力线接入驱动器端子后,包括一一对应的“正常接入相序”电机UVW对驱动器UVW根据排列组合,有六种可能性 接入顺序,分别是电机UVW,UWV,VWU,VUW,WUV,WVU驱动器的动力线UVW所以驱动器的端子U、V、W端子可能分别接入电机 的U或V或W相动力线。由于电机动力线上的反电势相位代表了电机的实际电角,驱动器UVW电机编码器相位取决于端子取决于电机编码器相位 因此,在电机动力线中确定相序的电角UVW相和驱动器UVW当端子之间的对应关系不同时,驱动电压电流波形相位与电机反电势相位之间就会出现 偏差如下:

以电机动力线相序UVW对驱动器UVW接线端一一对应“正常接入”的相序为参考相序,按照三相交流电的一般 相位关系,U领先V120度,V领先W120度,即U领先W240度,则有:

U-W-V相序,U正确,W、V互反。

电角偏移为180度,电角增加为180度 -Δθ,后续电角可以表示为180 - Δθ。 在α-β在坐标中,电流矢量角从90度反向递减d-q坐标系中的电流矢量角是90方向的两倍,起始方 180度正交于d轴,偏离原正交方向(270度),并逐渐偏离正交方向(0度)。

由于电机角度增量方向和驱动矢量方向逆转,Iq分量是cos(180-2Δθ)函数,90方向的起始相位恰好相反,Iq重量反转180度,电机在电流环下瞬间反转,随电机旋转,Iq分量迅速 出现零值,最终定在此点。在速度环运行模式下,也会在瞬时锁定。

V-W-U相序,电机与驱动器的各相顺序错位。

电角偏移量为 电角增加120度 Δθ,后续电角可以表示为120 Δθ。 在α-β在坐标中,电流矢量角从30度正向增加d-q坐标系中的电流矢量角总是指向30个方向,偏离原始交叉 方向(270度) 120度。

由于电机电角增量方向与驱动方向一致,Iq分量为cos(120)=-0.5.在电流环下,符号反转 反转,扭矩减小。在速度环运行模式下,速度正反馈飞车。

V-U-W相序,U,V相反,W不变,或与V-W-U相序相比,V固定,U,W互反。

电角偏移为-60度,电角增量为-60度 -Δθ,后续电角可以表示为-60 - Δθ。 在α-β在坐标中,电流矢量角从210度反向递减d-q坐标系中的电流矢量角从210方向递减两倍 方向偏离原正交方向(270度)-60度,并倾向于直轴方向(180度)。

电机电角度增量方向与驱动矢量方向逆转,Iq分量是cos(-60-2Δθ)起始相位的函数没有反向,Iq电机在电流环下短时正转,但随着电机的转动,Iq分量迅速出现零值,最多 最后锁在这一点上。在速度环运行模式下,也会瞬间锁定。

W-U-V相序,电机和驱动器的各相再次错位。

电角偏移为-120度 Δθ,后续电角可以表示为-120 Δθ。 在α-β电流矢量角在坐标中从150度正向增加d-q坐标系中的电流矢量角总是指向150,偏离 正交方向(270度)-120度。

电机电角增量方向与驱动矢量一致,Iq分量为cos(-120)=-0.5.在电流环下,符号反转 反转,扭矩减小。在速度环运行模式下,速度正反馈飞车。

W-V-U相序,与W-V-U相序相比,W固定,U,V互反。

电角偏移量为 60度,电角增加 -Δθ,后续电角可以表示为:60 - Δθ。 在α-β在坐标中,电流矢量角从330度反向递减d-q坐标系中的电流矢量角从330方向递减两倍,偏差 离原正交方向(270度) 向直轴方向(180度)越过正交方向。

逆转电机电角增量方向和驱动矢量方向,Iq分量是cos(60-2Δθ) 起始相位不反向,Iq电机在电流环下短时正转,但随着电机的转动,Iq重量迅速出现零值,最终锁定在这一点。在速度环运行模式下, 也会瞬间锁定。

UVW伺服系统工作正常。 UWV电机瞬动后锁定相序。 VWU相序,电机反转,扭矩降低。 VUW电机瞬动后锁定相序。 WUV相序,电机反转,扭矩降低。 WVU电机瞬动后锁定相序。

UVW伺服速度闭环工作正常。 UWV电机瞬动后锁定相序。

VWU 飞车相序,速度正反馈,速度失控。 VUW电机瞬动后锁定相序。

WUV飞车相序,速度正反馈,速度失控。 WVU相 电机锁定电机。

通过项目进程专门设计了上述电流环和速度环下的实验。实验中,无论是无论是持续正反馈还是电机瞬动或稍动后锁死,电机的驱动电流都明显增大, 为保证实验现象的可观察性,在实验中专门解除了过速保护、正反馈保护等一系列保护措施,放宽了电流限制阈值,并采取了必要的减少措施,避免电流激增,超过最大限度 大值,或过流或过载故障导致不必要的故障停机。

实验中UWV、VUW和WVU三种相序和正常相序UVW没有直接的轮换关系,相应的相位间相互交换,导致电机的实际运行角度和驱动 动矢量电角增长方向相反,呈双递减状态。永磁交流伺服电机在电流环和速度环模式下瞬时锁定。这与传统的感应电机拖动或不同 步变频器可以通过三相接线顺序的两两交换来改变电机的运行方向,这显然是非常不同的。因此,在这个问题上,不能等同于感应电机拖动和变频器的使用经验。

初步实验表明:UWV、VUW和WVU三个相序下的起始瞬动方向取决于电机电角的实际位置和指令方向。在指令方向不变的前提下,瞬动方向更为常见 向附近转向锁定点;指令方向改变后,锁定点将反向接近。在这一点上,实验还不够详细和全面,特此声明!

无论是计入 持续的正反馈或电机稍微锁定后,电机的驱动电流将很快达到最大,直到过流或过载故障,测量停止。 【后记】

伺服系统采用变频器或工作频率驱动的相序和旋转方向的概念显然存在问题。然而,国内伺服系统的应用仍然很小,行业的理解水平自然不够高。 伺服驱动和拖动电机上相同的相序关系,效果必然不同。这里有两个小例子:

U-V-W相序和U-W-V与相序相比,改变其他两相的接线顺序:用于拖动电机会改变电机的旋转方向,这也是继电器逻辑所依赖的 换向的经典做法;而且用在伺服系统中,电机不是反转,而是瞬间锁定。

U-V-W相序和V-W-U,是接线顺序轮换:用于拖动电机,气隙旋转磁场方向不变,电机旋转效果无差异;用于伺服系统,电机 可能飞车

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