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步进电机失步原因及解决方法

文章出处:自动焊锡机人气:-发表时间:2017-04-24 00:00:00【
摘要 : 自动焊锡机发电机异步运行主要有两个问题,其一,对发电机本身有使转子发生过热损坏的危险;其二,对系统而言,此时发电机不仅不向系统提供无功反而要向系统吸收无功,势必引起系统电压的显著下降,造成系统的电压稳定水平大大降低。

 

失步原因及解决方法

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。

 

发电机在运行中失去励磁电流,使转子的磁场消失,叫做发电机失磁。而失步是指转子的转速不再和定子磁场的同步转速一致。

 

电力系统发生失步时有以下现象:

1,定子 电流表指针来回剧烈晃动,并有超正常值现象;

2,电压表指针激烈地摆动,通常电压值降低;

3,有功功率表和无功功率表指针在全盘摆动;

4,转子电流(励磁电流)表指针在正常值附近摆动;

5,频率与转速忽上忽下,发电机发出“呜”声 ,其节奏和指针的摆动一致。

 

发电机失步时处理:

1.增加发电机励磁,其作用是增加定、转子间的拉力,使发电机教易被拉入同步;

2.若是一台发电机失步,可适当降低它的有功出力,以利于恢复同步。

3.若按以上方法进行处理,经23分钟后仍未进入同步,应将发电机从系统中解列。

 

发电机的异步运行指发电机失去励磁后进入稳态的异步运行状态。

 

发电机失磁时,励磁电流逐渐衰减为零,发电机电势相应减小,输出有功功率随之下降,原动机输入的拖动转矩大于发电机输出的制动转矩,转子转速增加,功角逐步增大,这时定子的同步旋转磁场与转子的转速之间出现滑差。定子电流与转子电流相互作用,产生异步转矩。与此对应,定、转子之间由电磁感应传送的功率称为异步功率,随功角的增大而增大;同时原动机输入功率随功角增大而减小,当两者相等时,发电机进入稳定异步运行状态。

 

发电机异步运行主要有两个问题,其一,对发电机本身有使转子发生过热损坏的危险;其二,对系统而言,此时发电机不仅不向系统提供无功反而要向系统吸收无功,势必引起系统电压的显著下降,造成系统的电压稳定水平大大降低。


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