这几天看到一些帖子谈及富士和安川电机UVW动力线相序接错时导致飞车的故障,至于为什么会飞车,本人曾在个别帖子中认为是由于相序接错,导致电角度反转,电流环出现正反馈所致,但并未给出具体的相序分析。今日恰逢工作原因对此问题有所涉及,就仔细考虑了伺服电机UVW动力线相序接错可能导致的电角度偏移关系,感觉有所收获,先将分析结果贴出来与大家分享,如有异议,请不吝指正。
以U-V-W正常接入相序的电角度偏移量为0考虑,则
U-W-V相序的电角度偏移量为180度,恰好反向,Iq分量完全反转,完全正反馈,若伺服无正反馈检测机制,必然飞车;
V-W-U相序的电角度偏移量为120度,相位偏移超出90度,Iq分量符号反转,进入正反馈区;
V-U-W相序的电角度偏移量为300度,即-60度,相位偏移,Iq分量减半,出力明显变小,可导致实际电流变大,电机严重发热;
W-U-V相序的电角度偏移量为240度,即-120度,相位偏移超出-90度,Iq分量符号反转,进入正反馈区;
W-V-U相序的电角度偏移量为60度,相位偏移,Iq分量减半,出力明显变小,可导致实际电流变大,电机严重发热。
【9月18日 修订稿】
【2009年1月6-7日 修订补充】
本贴自发布之后,得到诸位网友的热情回复,其中也有不少不同意见,其中“当时明月在”的质疑和“bookujsnj”的当头棒喝非常好,令本人着手重新审视这个议题,巾帼这几日的仔细推敲,确实发现原结论的不少问题,在此本人对原贴出现的错误分析和观点,以及由此造成的误导深表不安和歉意!并感谢“当时明月在”和“bookujsnj”等网友的指正。现将最新看法整理如下:
本讨论的前提是:假定电机编码器初始安装相位正确,伺服驱动器将完全“采信”电机编码器的初始安装相位所表征的电机电角度相位,无需在伺服电机的UVW动力线接线连接后进行额外的电角度初始相位的调整或辨识,这一点也是目前绝大多数成套供应的泛用伺服系统的实际处理方式。
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-V-W正常接入相序。
电角度偏移量为0,电角度增量为+Δθ,后续电角度可表示为:+Δθ。
在α-β坐标中起始电流矢量角从270度正向递增,在d-q坐标系中的电流矢量角始终指向270方向,实现正交解耦。
此时伺服控制始终处于完全正交解耦的最佳状态。
电流环和速度环都运行正常。
U-W-V相序,U正确,W、V互反。
电角度偏移量为180度,电角度增量为 -Δθ,后续电角度可表示为:180 - Δθ。
在α-β坐标中起始电流矢量角从90度反向递减,在d-q坐标系中的电流矢量角由90方向2倍递减,起始方向偏离原正交方向(270度)180度正交于d轴,并逐步该偏离正交方向趋向d轴方向(0度)。
由于电机电角度增量方向与驱动矢量方向逆转,因而Iq分量是cos(180-2Δθ)的函数,90方向的起始相位恰好反向,Iq分量反转180度,在电流环下,电机瞬间反转,随着电机的转动,Iq分量迅速出现零值,并最终锁死于该点。速度环运行模式下,同样会瞬动后锁死。
V-W-U相序,电机与驱动器的各相顺序错位。
电角度偏移量为+120度,电角度增量为 +Δθ,后续电角度可表示为:120 + Δθ。
在α-β坐标中起始电流矢量角从30度正向递增,在d-q坐标系中电流矢量角始终指向30方向,偏离原正交方向(270度方向)+120度。
由于电机电角度增量方向与驱动的一致,Iq分量为cos(120)=-0.5,符号反转,在电流环下,电机反转,力矩有所减小。速度环运行模式下,速度正反馈飞车。
“我叫小白”说的不错!
原则上讲,伺服系统都应具备输出缺相保护和正反馈保护!
有了正反馈保护,即便是相序接错了,也不至于出现飞车,毕竟飞车是一件很危险的事情,按楼上几位所言,松下接错了不飞车,就说明松下有保护,这一点是到位的;
有了输出缺相保护,就不至于在输出断线的情况下,仍旧以非正常太工作,“7楼”所述问题,非常危险,W与PE相互接错,电机机壳就会带电,会出人身事故的!此时W接入PE,相对于UV就不存在任何电气关系了,此时相当于W缺相,这样说来,松下的保护机制在这一点上是不到位的!至于此时电机仍旧会转的原因,一时还没想清楚,而PE端不做漏电保护,估计是电气配线的问题,未必在伺服。
“我叫小白”说的不错!
原则上讲,伺服系统都应具备输出缺相保护和正反馈保护!
有了正反馈保护,即便是相序接错了,也不至于出现飞车,毕竟飞车是一件很危险的事情,按楼上几位所言,松下接错了不飞车,就说明松下有保护,这一点是到位的;
有了输出缺相保护,就不至于在输出断线的情况下,仍旧以非正常太工作,“7楼”所述问题,非常危险,W与PE相互接错,电机机壳就会带电,会出人身事故的!此时W接入PE,相对于UV就不存在任何电气关系了,此时相当于W缺相,这样说来,松下的保护机制在这一点上是不到位的!至于此时电机仍旧会转的原因,一时还没想清楚,而PE端不做漏电保护,估计是电气配线的问题,未必在伺服。
说的不对吧?
拜托波恩搞清楚是怎么回事再发贴,免得误导别人。
电机UVW相序接反了,如果没有进行初始相位判断,上电会发生过流报警。 因为矢量控制的相位角错了,而不是什么正反馈的原因,具体参考矢量控制原理和svpwm等调制原理。
正确地处理过程如下:
相序接错以后,最好上电时进行初始相位查找,一般的驱动器,像安川都有这个功能。寻找初始相位后,如果电机飞车,则需要修改驱动器里面的一个参考方向设定,这个就是把正反馈修改为负反馈,具体原因为速度给定值和经过编码器计算的实际速度值符号相反。
一般情况下,相序接错而没有寻找初始相位,上电驱动器一定过流报警。
我发这个帖子,肯定又遭到波恩的反击了,但是事实就是这样的。
只说这么多了,继续潜水中,保持沉默,刚才实在是看不下去了。
内容的回复:
说的不对吧?
拜托波恩搞清楚是怎么回事再发贴,免得误导别人。
电机UVW相序接反了,如果没有进行初始相位判断,上电会发生过流报警。 因为矢量控制的相位角错了,而不是什么正反馈的原因,具体参考矢量控制原理和svpwm等调制原理。
正确地处理过程如下:
相序接错以后,最好上电时进行初始相位查找,一般的驱动器,像安川都有这个功能。寻找初始相位后,如果电机飞车,则需要修改驱动器里面的一个参考方向设定,这个就是把正反馈修改为负反馈,具体原因为速度给定值和经过编码器计算的实际速度值符号相反。
一般情况下,相序接错而没有寻找初始相位,上电驱动器一定过流报警。
我发这个帖子,肯定又遭到波恩的反击了,但是事实就是这样的。
只说这么多了,继续潜水中,保持沉默,刚才实在是看不下去了。
"一般情况下,相序接错而没有寻找初始相位,上电驱动器一定过流报警。"
有时也会出现过载报警~~这一般是由电流正反馈造成的。
其实电流形成正反馈是由于相角错造成的。波恩兄也是这么说的~~跟兄台的观点相差不大。~~~~~~
“正确地处理过程如下: 相序接错以后,最好上电时进行初始相位查找,一般的驱动器,像安川都有这个功能。寻找初始相位后,如果电机飞车,则需要修改驱动器里面的一个参考方向设定,这个就是把正反馈修改为负反馈,具体原因为速度给定值和经过编码器计算的实际速度值符号相反。”
您说的解决方法是针对由速度正反馈造成的飞车,这里讨论的是电流正反馈。当相角错时,也会导致飞车。