伺服电机UVW动力线相序接错，何以导致飞车？ [原创] 点击：36701 | 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。
飞车是十分重大的安全问题！理论上的探讨可以进行很多种，我觉得最可靠的方案是加装ZHRV1-08F相序电压保护器，其采用以微电脑为核心的数字电路，通过实时采样，计算监测电压状态，主要功能是监测错相、断相、过压、欠压、电压不平衡、PTC等故障状态，其中过压、欠压、电压不平衡参数可调，使用方便，产品可靠。厂家电话0577-62871589
重要的是ZHRV1-08F具有输出端保护，既能保护电源端电压故障，又能保护输出端电源故障，也就是说，不管是电源端出现错相、断相等故障，还是输出端出现错相、断相等故障，ZHRV1-08F的输出触点断开你的启动电路，开机之前开不了，运行过程中也会立即停车。
其他原因可以另行解决，电压这块就可以交给ZHRV1-08F来保护了。
这是一个不错的贴子。最近我也遇到过相似的问题，由于伺服电机的相位角错误，导致电机启动时飞车。不过我还有些问题想请教波恩老师：我使用的驱动器和电机品牌是美国的科尔摩根
1. 飞车发生时，电机转速突然升高，它能到达的最高转速还受速度上下限值或者overspeed报警设定值约束吗？（驱动器参数文件里有速度上下限，过速报警设定功能）。最高转速能达到什么程度？
2. 飞车发生时，电机转到最高转速后，连接驱动器主电源（单项AC 220V）的空气开关跳闸了。平常正常使用没有发生过跳闸的情况。如何解释？既然都跳闸了，为什么没有发生过载报警？
（ 空气开关规格是C3，马达的最大输出功率是644W，连续电流时3.6A，峰值电流21A 驱动器的连续输出电流3A,峰值电流9A）
3.在这种飞车情况下，还有什么办法让电机按设定的减速度缓慢停下来吗？
这个好老的帖子啊，不过我最近也遇到了这样的问题，我用的是SEW的MOVIDRIVE B
系列变频器并配套SEW电机，具体原因是刹车烧坏后，我拆下编码器取出刹车在装回编码器，开机电机就飞车。
随后，在6个小时后采购的电机到位，安装开机，发现启动变频器报F08故障，通过手册查找了电机过流，且速度一直是在1200RPM，（后面我觉得如果不是过流停机可能速度还会继续向上） 电机行走大概2S左右； 然后我调换电机相序，电机直接锁死，并报F14故障； 再换相序情况一样，电机直接锁死；因为当时也不太明白到底是怎么回事。
我用SEW的调试软件手动功能，很明显的一点就是，我给正转信号电机反转且编码器读数减小，且不管给定速度多少，电机速度一直向上直到伺服报过流。大概也就2S足有。
我有一点不明白，SEW变频器参数有改变相序功能，还是说此参数只真对普通电机，不真对伺服电机。 且在电机的旋转方向和编码器的读数变化一致，（根据正常开机情况下判断方向）伺服一样会报错，报过流
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