伺服电机UVW动力线相序接错，何以导致飞车？ [原创] 点击：35763 | 回复：137
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。
"还是不明白为什么要严格对应"———不知“vesgine”是否为伺服大家安装过编码器没有，如果你有调整伺服电机编码器初始相位的经验，你就更容易理解这个严格对应关系的根源了。
“U－V－W之间的相位关系为V领先U120度，W领先V120度，即W领先U240度”———目前已调整为“U领先V120度，V领先W120度，即U领先W240度”，相比之下就是改变了V和W之间的相位关系。相当于U－V－W和U－W－V之间的关系。
“那么，也可以这样理解，W领先V120度，U领先W120度，即U领先V240度。也就是说，将上句话中的U-V-W轮换为V-W-U，并没有改变实际相序，从而如果将驱动器的UVW接入电机的VWU，电机的运转情况应该是一样的吧。”———对于拖动电机确实如此，对于伺服电机就未必了，按照本人的分析，由正确对应的U-V-W轮换为V-W-U，则会出现伺服电机的正反馈和飞车现象，估计你未仔细看本人的最新回帖或顶部的修定稿。
对:李纯绪 关于
这个问题没必要分析到电机的电角度。交流伺服的闭环反馈控制中，电流环是正反馈，是为提高带载能力。速度环（位置环）是负反馈，是为精确控制速度（位置）。电机相序接反就相当于速度环变为正反馈，正反馈的结果就是上电后电机的转速越来越高，即所谓的飞车，因有正反馈的电流环，电流也会迅速升高，达到过电流保护值时，驱动器保护动作，这些动作是在极短时间内。所以当接反相序时，其现象不是飞车，而是电机抖动一下，驱动器报警。
内容的回复：我在慢车状态下试验过电梯的输出错相运行,象李先生说的那样,电梯出现断断续续的"抖动"运转- 关于飞剪系统
[7548] - 三菱伺服放大器MR-J2S-70B报...[10674]
- 雕刻机的驱动机是步进还是伺...[5715]
- 直线电机 哪个牌子的性能比较...[14939]
- 伺服电机的扭矩能到多大[16373]
- 伺服编码器输出为差动驱动如...[19593]
- 运动控制器同PLC有什么区别[6200]
- 伺服电机定位过程中的力矩控...[17533]
- 求助:伺服电机失控飞车[6901]
- 求助:主轴M19定位的问题[10848]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
