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步进电机失步原因及解决办法分析

新闻来源:立三机电  发布日期:2019-03-23 10:48

零序电流由三相不平衡时(故障状态)感应或者产生。一般都是穿过电缆的三条主线。零序电压是开口三角形,平时无电压(或者很小),故障状态(接地的情况下)产生的。在继电保护装置中设置一定的数值,超过设定数值(电压、电流、时间),就是过压,过流。
1、零序一般指的是三相系统中的不平衡分量,零序电流由三相不平衡时感应或者产生。一般都是穿过电缆的三条主线。零序电压是开口三角形,平时无电压或者很小,故障状态产生。在继电保护装置中设置一定的数值,超过设定数值就是过压,零序过流是三相不平衡电流超过设定上限;零序过压就是三相不平衡电压超过设定上限。
2、零序是一种接地故障检测方法,它使用一个传感器(CT)来把所有相导体和中性导体连接在一起,传感器会按照线路中接地故障电流的不平衡程度等比例地产生输出,再由一台继电器来测量这一输出并断开断路器或释放接地故障警报。系统发生不对称故障时可采用将三相电流转换为零序、负序和正序的对称计算,简化故障分析。零序指三相系统中的不平衡分量且相互之间相位相同。
3、在大短路电流接地系统中发生接地故障后就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。
4、三相电流平衡时没有零序电流,不平衡时产生零序电流,零序保护就是用零序互感器采集零序电流,当零序电流超过一定值(综合保护中设定),综和保护接触器吸合,断开电路。
5、零序电流互感器内穿过三根相线矢量。正常情况下三根线的向量和为零,零序电流互感器无零序电流。当人体触电或者其他漏电情况下:三根线的向量和不为零,零序电流互感器有零序电流,一旦达到设定值则保护动作跳闸。
变压器电压低的原因
造成变压输出电压低的主要原因有:
1、次级负载是否过重,电流超过额定电流;
2、变压器有故障,次级有匝间短路存在;
3、如果是自制的变压器,有可能是变比(初、次级的匝数比)不对,或使用线径过细等引起的,
4、初级电压低。
电压过低的根本原因是供电质量不高:
1、变压器容量过小,负载超过变压器容量过多,引起电压下降;
2、电线截面积过小,负载超过电线额定的电流过多,温度高引起电压下降;
3、导线太长,截面积不够,电压损失过多引起电压下降;
4、三相电流不平衡、电线、开关、接点连接不好等。

步进电动机正常工作时,每接收一个控制脉冲就移动一个步距角,即前进一步。若连续地输入控制脉冲,电动机就相应地连续转动。
步进电动机失步包括丢步和越步。丢步时,转子前进的步数小于脉冲数;越步时,转子前进的步数多于脉冲数。一次丢步和越步的步距数等于运行拍数的整数倍。丢步严重时,将使转子停留在一个位置上或围绕一个位置振动,越步严重时,机床将发生过冲。步进电动机是开环进给系统中的一个重要环节,其性能直接影响着数控系统的性能。电动机失步会影响数控系统的稳定性和控制精度,造成数控机床加工精度下降。 
1、转子的加速度慢子步进电动机的旋转磁场
转子的力n速度慢于步进电动机的旋转磁场,即低于换相速度时,步进电动机会产生失步。这是因为输入电动机的电能不足,在步进电动机中产生的同步力矩无法使转子速度跟随定子磁场的旋转速度,从而引起失步。由于步进电动机的动态输出转矩随着连续运行频率的上升而降低,因而,凡是比该频率高的工作频率都将产生丢步。这种失步说明步进电动机的转矩不足,拖动能力不够。
解决方法:
1、使步进电动机本身产生的电磁转矩增大。为此可在额定电流范围内适当加大驱动电流;在高频范围转矩不足时,可适当提高驱动电路的驱动电压;改用转矩大的步进电动机等。
2、使步进电动机需要克服的转矩减小。为此可适当降低电动机运行频率,以便提高电动机的输出转矩;设定较长的加速时间,以便转子获得足够的能量。 
2、转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度
转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度,这时定子通电励磁的时间较长,大于转子步进一步所需的时间,则转子在步进过程中获得了过多的能量,使得步进电动机产生的输出转矩增大,从而使电动机越步。当用步进电动机驱动那些使负载上、下动作的机构时,更易产生越步现象,这是因为负载向下运动时,电动机所需的转矩减小。
解决方法:
减小步进电动机的驱动电流,以便降低步进电动机的输出转矩。
3、步进电动机及所带负载存在惯性
由于步进电动机自身及所带负载存在惯性,使得电动机在工作过程中不能立即起动和停止,而是在起动时出现丢步,在停止时发生越步。
解决方法:
通过一个加速和减速过程,即以较低的速度起动,而后逐渐加速到某一速度运行,再逐渐减速直至停止。进行合理、平滑的加减速控制是保证步进驱动系统可靠、高效、精确运行的关键。
4、步进电动机产生共振
共振也是引起失步的一个原因。步进电动机处于连续运行状态时,如果控制脉冲的频率等于步进电动机的固有频率,将产生共振。在一个控制脉冲周期内,振动得不到充分衰减,下一个脉冲就来到,因而在共振频率附近动态误差最大并会导致步进电动机失步。
解决方法:
适当减小步进电动机的驱动电流;采用细分驱动方法;采用阻尼方法,包括机械阻尼法。以上方法都能有效消除电动机振荡,避免失步现象发生。 
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