雷賽步進(jìn)電機(jī)失步的原因 淺談雷賽步進(jìn)電機(jī)性能特點(diǎn)

本文主要是關(guān)于雷賽步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)介紹，并著重對(duì)雷賽步進(jìn)電機(jī)失步的原因及性能特點(diǎn)進(jìn)行了詳盡的闡述。

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。

步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī)，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中。這被認(rèn)為是最初的步進(jìn)電機(jī)。二十世紀(jì)初，在電話自動(dòng)交換機(jī)中廣泛使用了步進(jìn)電機(jī)。由于西方資本主義列強(qiáng)爭(zhēng)奪殖民地，步進(jìn)電機(jī)在缺乏交流電源的船舶和飛機(jī)等獨(dú)立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后，由于廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電機(jī)的控制方式更加靈活多樣。 ［1］

步進(jìn)電機(jī)相對(duì)于其它控制用途電機(jī)的最大區(qū)別是，它接收數(shù)字控制信號(hào)電脈沖信號(hào)并轉(zhuǎn)化成與之相對(duì)應(yīng)的角位移或直線位移，它本身就是一個(gè)完成數(shù)字模式轉(zhuǎn)化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個(gè)脈沖信號(hào)就得到一個(gè)規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比，其成本明顯減低，幾乎不必進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。步進(jìn)電機(jī)的角位移量與輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，而且在時(shí)間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度和方向。 ［1］

我國(guó)的步進(jìn)電機(jī)在二十世紀(jì)七十年代初開始起步，七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段，新品種和高性能電機(jī)不斷開發(fā)，目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是永磁材料、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使步進(jìn)電機(jī)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)及發(fā)展概況

作為一種控制用的特種電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)無(wú)法直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。在微電子技術(shù)，特別計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展以前，控制器脈沖信號(hào)發(fā)生器完全由硬件實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)采用單獨(dú)的元件或者集成電路組成控制回路，不僅調(diào)試安裝復(fù)雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設(shè)計(jì)電路。這就使得需要針對(duì)不同的電機(jī)開發(fā)不同的驅(qū)動(dòng)器，開發(fā)難度和開發(fā)成本都很高，控制難度較大，限制了步進(jìn)電機(jī)的推廣。 ［1］

由于步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)把電脈沖轉(zhuǎn)換成離散的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，具有很好的數(shù)據(jù)控制特性，因此，計(jì)算機(jī)成為步進(jìn)電機(jī)的理想驅(qū)動(dòng)源，隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，軟硬件結(jié)合的控制方式成為了主流，即通過程序產(chǎn)生控制脈沖，驅(qū)動(dòng)硬件電路。單片機(jī)通過軟件來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，更好地挖掘出了電機(jī)的潛力。因此，用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)，也符合數(shù)字化的時(shí)代趨。 ［1］

主要分類編輯

步進(jìn)電機(jī)從其結(jié)構(gòu)形式上可分為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（Variable Reluctance，VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)Permanent Magnet，PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（Hybrid Stepping，HS）、單相步進(jìn)電機(jī)、平面步進(jìn)電機(jī)等多種類型，在我國(guó)所采用的步進(jìn)電機(jī)中以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為主。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能與控制方式有密切的關(guān)系，步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)從其控制方式來(lái)看，可以分為以下三類：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中一般歸類于開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)中。 ［1］

反應(yīng)式：定子上有繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、步距角小，可達(dá)1.2°、但動(dòng)態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大，可靠性難保證。

永磁式：永磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同。其特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機(jī)精度差，步矩角大（一般為7.5°或15°）。

混合式：混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點(diǎn)，其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永磁材料，轉(zhuǎn)子和定子上均有多個(gè)小齒以提高步矩精度。其特點(diǎn)是輸出力矩大、動(dòng)態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對(duì)較高。

按定子上繞組來(lái)分，共有二相、三相和五相等系列。最受歡迎的是兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，約占97%以上的市場(chǎng)份額，其原因是性價(jià)比高，配上細(xì)分驅(qū)動(dòng)器后效果良好。該種電機(jī)的基本步距角為1.8°/步，配上半步驅(qū)動(dòng)器后，步距角減少為0.9°，配上細(xì)分驅(qū)動(dòng)器后其步距角可細(xì)分達(dá)256倍（0.007°/微步）。由于摩擦力和制造精度等原因，實(shí)際控制精度略低。同一步進(jìn)電機(jī)可配不同細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器以改變精度和效果。

選擇方法

步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的選擇方法：

判斷需多大力矩：靜扭矩是選擇步

進(jìn)電機(jī)的主要參數(shù)之一。負(fù)載大時(shí)，需采用大力矩電機(jī)。力矩指標(biāo)大時(shí)，電機(jī)外形也大。

判斷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度：轉(zhuǎn)速要求高時(shí)，應(yīng)選相電流較大、電感較小的電機(jī)，以增加功率輸入。且在選擇驅(qū)動(dòng)器時(shí)采用較高供電電壓。

選擇電機(jī)的安裝規(guī)格：如57、86、110等，主要與力矩要求有關(guān)。

確定定位精度和振動(dòng)方面的要求情況：判斷是否需細(xì)分，需多少細(xì)分。

根據(jù)電機(jī)的電流、細(xì)分和供電電壓選擇驅(qū)動(dòng)器。

基本原理

工作原理

通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

發(fā)熱原理

通常見到的各類電機(jī)，內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻，通電會(huì)產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說的銅損，如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，還會(huì)產(chǎn)生諧波損耗；鐵心有磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場(chǎng)中也會(huì)產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。

主要構(gòu)造

步進(jìn)電機(jī)也叫步進(jìn)器，它利用電磁學(xué)原理，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，

人們?cè)缭?0世紀(jì)20年代就開始使用這種電機(jī)。隨著嵌入式系統(tǒng)（例如打印機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器、玩具、雨刷、震動(dòng)尋呼機(jī)、機(jī)械手臂和錄像機(jī)等）的日益流行，步進(jìn)電機(jī)的使用也開始暴增。不論在工業(yè)、軍事、醫(yī)療、汽車還是娛樂業(yè)中，只要需要把某件物體從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置，步進(jìn)電機(jī)就一定能派上用場(chǎng)。步進(jìn)電機(jī)有許多種形狀和尺寸，但不論形狀和尺寸如何，它們都可以歸為兩類：可變磁阻步進(jìn)電機(jī)和永磁步進(jìn)電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)是由一組纏繞在電機(jī)固定部件--定子齒槽上的線圈驅(qū)動(dòng)的。通常情況下，一根繞成圈狀的金屬絲叫做螺線管，而在電機(jī)中，繞在齒上的金屬絲則叫做繞組、線圈、或相。

步進(jìn)電機(jī)加減速過程控制技術(shù)

正因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的廣泛應(yīng)用，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制的研究也越來(lái)越多，在啟動(dòng)或加速時(shí)如果步進(jìn)脈沖變化太快，轉(zhuǎn)子由于慣性而跟隨不上電信號(hào)的變化，產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)或失步在停止或減速時(shí)由于同樣原因則可能產(chǎn)生超步。為防止堵轉(zhuǎn)、失步和超步，提高工作頻率，要對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行升降速控制。

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比，而且在時(shí)間上與脈沖同步。因而在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)一定的情況下，只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。由于步進(jìn)電機(jī)是借助它的同步力矩而啟動(dòng)的，為了不發(fā)生失步，啟動(dòng)頻率是不高的。特別是隨著功率的增加，轉(zhuǎn)子直徑增大，慣量增大，啟動(dòng)頻率和最高運(yùn)行頻率可能相差十倍之多。 ［1］

步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)頻率特性使步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)不能直接達(dá)到運(yùn)行頻率，而要有一個(gè)啟動(dòng)過程，即從一個(gè)低的轉(zhuǎn)速逐漸升速到運(yùn)行轉(zhuǎn)速。停止時(shí)運(yùn)行頻率不能立即降為零，而要有一個(gè)高速逐漸降速到零的過程。

步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨著脈沖頻率的上升而下降，啟動(dòng)頻率越高，啟動(dòng)力矩就越小，帶動(dòng)負(fù)載的能力越差，啟動(dòng)時(shí)會(huì)造成失步，而在停止時(shí)又會(huì)發(fā)生過沖。要使步進(jìn)電機(jī)快速的達(dá)到所要求的速度又不失步或過沖，其關(guān)鍵在于使加速過程中，加速度所要求的力矩既能充分利用各個(gè)運(yùn)行頻率下步進(jìn)電機(jī)所提供的力矩，又不能超過這個(gè)力矩。因此，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行一般要經(jīng)過加速、勻速、減速三個(gè)階段，要求加減速過程時(shí)間盡量的短，恒速時(shí)間盡量長(zhǎng)。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中，從起點(diǎn)到終點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)間要求最短，這就必須要求加速、減速的過程最短，而恒速時(shí)的速度最高。 ［1］

國(guó)內(nèi)外的科技工作者對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度控制技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，建立了多種加減速控制數(shù)學(xué)模型，如指數(shù)模型、線性模型等，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了多種控制電路，改善了步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性，推廣了步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用范圍指數(shù)加減速考慮了步進(jìn)電機(jī)固有的矩頻特性，既能保證步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)動(dòng)中不失步，又充分發(fā)揮了電機(jī)的固有特性，縮短了升降速時(shí)間，但因電機(jī)負(fù)載的變化，很難實(shí)現(xiàn)而線性加減速僅考慮電機(jī)在負(fù)載能力范圍的角速度與脈沖成正比這一關(guān)系，不因電源電壓、負(fù)載環(huán)境的波動(dòng)而變化的特性，這種升速方法的加速度是恒定的，其缺點(diǎn)是未充分考慮步進(jìn)電機(jī)輸出力矩隨速度變化的特性，步進(jìn)電機(jī)在高速時(shí)會(huì)發(fā)生失步。 ［1］

步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制

步進(jìn)電機(jī)由于受到自身制造工藝的限制，如步距角的大小由轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)決定，但轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)是有限的，因此步進(jìn)電機(jī)的步距角一般較大并且是固定的，步進(jìn)的分辨率低、缺乏靈活性、在低頻運(yùn)行時(shí)振動(dòng)，噪音比其他微電機(jī)都高，使物理裝置容易疲勞或損壞。這些缺點(diǎn)使步進(jìn)電機(jī)只能應(yīng)用在一些要求較低的場(chǎng)合，對(duì)要求較高的場(chǎng)合，只能采取閉環(huán)控制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了步進(jìn)電機(jī)作為優(yōu)良的開環(huán)控制組件的有效利用。細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)在一定程度上有效地克服了這些缺點(diǎn)。 ［1］

步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是年代中期發(fā)展起來(lái)的一種可以顯著改善步進(jìn)電機(jī)綜合使用性能的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。年美國(guó)學(xué)者、首次在美國(guó)增量運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及器件年會(huì)上提出步進(jìn)電機(jī)步距角細(xì)分的控制方法。在其后的二十多年里，步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到上世紀(jì)九十年代完全成熟的。我國(guó)對(duì)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究，起步時(shí)間與國(guó)外相差無(wú)幾。 ［1］

在九十年代中期的到了較大的發(fā)展。主要應(yīng)用在工業(yè)、航天、機(jī)器人、精密測(cè)量等領(lǐng)域，如跟蹤衛(wèi)星用光電經(jīng)緯儀、軍用儀器、通訊和雷達(dá)等設(shè)備，細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得電機(jī)的相數(shù)不受步距角的限制，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便。目前在步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)上，采用斬波恒流驅(qū)動(dòng)，儀脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)、電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制止，，幾大大提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)精度，使步進(jìn)電機(jī)在中、小功率應(yīng)用領(lǐng)域向高速且精密化的方向發(fā)展。 ［1］

最初，對(duì)步進(jìn)電機(jī)相電流的控制是由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通常采用兩種方法，采用多路功率開關(guān)電流供電，在繞組上進(jìn)行電流疊加，這種方法使功率管損耗少，但由于路數(shù)多，所以器件多，體積大。

先對(duì)脈沖信號(hào)疊加，再經(jīng)功率管線性放大，獲得階梯形電流，優(yōu)點(diǎn)是所用器件少，但功率管功耗大，系統(tǒng)功率低，如果管子工作在非線性區(qū)會(huì)引起失真、由于本身不可克服的缺點(diǎn)，因此目前已很少采用這兩類方法。

雷賽步進(jìn)電機(jī)失步的原因

零序電流由三相不平衡時(shí)（故障狀態(tài)）感應(yīng)或者產(chǎn)生。一般都是穿過電纜的三條主線。零序電壓是開口三角形，平時(shí)無(wú)電壓（或者很?。?，故障狀態(tài)（接地的情況下）產(chǎn)生的。在繼電保護(hù)裝置中設(shè)置一定的數(shù)值，超過設(shè)定數(shù)值（電壓、電流、時(shí)間），就是過壓，過流。

1、零序一般指的是三相系統(tǒng)中的不平衡分量，零序電流由三相不平衡時(shí)感應(yīng)或者產(chǎn)生。一般都是穿過電纜的三條主線。零序電壓是開口三角形，平時(shí)無(wú)電壓或者很小，故障狀態(tài)產(chǎn)生。在繼電保護(hù)裝置中設(shè)置一定的數(shù)值，超過設(shè)定數(shù)值就是過壓，零序過流是三相不平衡電流超過設(shè)定上限；零序過壓就是三相不平衡電壓超過設(shè)定上限。

2、零序是一種接地故障檢測(cè)方法，它使用一個(gè)傳感器（CT）來(lái)把所有相導(dǎo)體和中性導(dǎo)體連接在一起，傳感器會(huì)按照線路中接地故障電流的不平衡程度等比例地產(chǎn)生輸出，再由一臺(tái)繼電器來(lái)測(cè)量這一輸出并斷開斷路器或釋放接地故障警報(bào)。系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)可采用將三相電流轉(zhuǎn)換為零序、負(fù)序和正序的對(duì)稱計(jì)算，簡(jiǎn)化故障分析。零序指三相系統(tǒng)中的不平衡分量且相互之間相位相同。

3、在大短路電流接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電氣量構(gòu)成保護(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱為零序保護(hù)。

4、三相電流平衡時(shí)沒有零序電流，不平衡時(shí)產(chǎn)生零序電流，零序保護(hù)就是用零序互感器采集零序電流，當(dāng)零序電流超過一定值（綜合保護(hù)中設(shè)定），綜和保護(hù)接觸器吸合，斷開電路。

5、零序電流互感器內(nèi)穿過三根相線矢量。正常情況下三根線的向量和為零，零序電流互感器無(wú)零序電流。當(dāng)人體觸電或者其他漏電情況下：三根線的向量和不為零，零序電流互感器有零序電流，一旦達(dá)到設(shè)定值則保護(hù)動(dòng)作跳閘。

變壓器電壓低的原因

造成變壓輸出電壓低的主要原因有：

1、次級(jí)負(fù)載是否過重，電流超過額定電流；

2、變壓器有故障，次級(jí)有匝間短路存在；

3、如果是自制的變壓器，有可能是變比（初、次級(jí)的匝數(shù)比）不對(duì)，或使用線徑過細(xì)等引起的，

4、初級(jí)電壓低。

電壓過低的根本原因是供電質(zhì)量不高：

1、變壓器容量過小，負(fù)載超過變壓器容量過多，引起電壓下降；

2、電線截面積過小，負(fù)載超過電線額定的電流過多，溫度高引起電壓下降；

3、導(dǎo)線太長(zhǎng)，截面積不夠，電壓損失過多引起電壓下降；

4、三相電流不平衡、電線、開關(guān)、接點(diǎn)連接不好等。

我的手機(jī) 2018-8-10 16:50:28

為了防止總零線斷開后對(duì)家用電器造成損壞，現(xiàn)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求在公共電表箱的電表下口安裝過欠壓保護(hù)器，可以有效防止斷總零線的危害；

如果是老式樓房或者是自建房，沒有安裝過欠壓保護(hù)器的，我們可以在自己家里的配電箱里自己安裝一個(gè)過欠壓保護(hù)器，也可以有效防止斷總零線的危害。

居民用電都基本上是采用TN-S系統(tǒng)的三相五線制，三根火線分別是L1L2L3，一根零線N，一根地線PE；

電力引入電纜入樓以后進(jìn)去總配電箱，然后從總配電箱分出去五根線，三根火線一根零線和一根地線，而入戶都是從總零線上T接一根零線，從一根火線上T接一根火線；

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火線的分配原則是一層是L1相，二層是L2相，三層是L3相，然后依次類推，來(lái)保證三相平衡；

當(dāng)總零線斷開以后，電流走向如圖，電流就是從火線L2然后經(jīng)過電器，然后從電器流向零線N，從零線N再流向公共零線N，再?gòu)墓擦憔€N另一戶的零線N，這是從L2火線過來(lái)的，這樣L2與L1之間就形成了380V電壓；

總零線斷開，電壓漂移，誰(shuí)家里電器少，電壓就會(huì)向誰(shuí)家漂移，從而燒壞家里的電器。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，每接收一個(gè)控制脈沖就移動(dòng)一個(gè)步距角，即前進(jìn)一步。若連續(xù)地輸入控制脈沖，電動(dòng)機(jī)就相應(yīng)地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步包括丟步和越步。丟步時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)小于脈沖數(shù)；越步時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)多于脈沖數(shù)。一次丟步和越步的步距數(shù)等于運(yùn)行拍數(shù)的整數(shù)倍。丟步嚴(yán)重時(shí)，將使轉(zhuǎn)子停留在一個(gè)位置上或圍繞一個(gè)位置振動(dòng)，越步嚴(yán)重時(shí)，機(jī)床將發(fā)生過沖。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其性能直接影響著數(shù)控系統(tǒng)的性能。電動(dòng)機(jī)失步會(huì)影響數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度，造成數(shù)控機(jī)床加工精度下降。?

1、轉(zhuǎn)子的加速度慢子步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

轉(zhuǎn)子的力n速度慢于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即低于換相速度時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生失步。這是因?yàn)檩斎腚妱?dòng)機(jī)的電能不足，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的同步力矩?zé)o法使轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，從而引起失步。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)輸出轉(zhuǎn)矩隨著連續(xù)運(yùn)行頻率的上升而降低，因而，凡是比該頻率高的工作頻率都將產(chǎn)生丟步。這種失步說明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不足，拖動(dòng)能力不夠。

解決方法：

1、使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本身產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩增大。為此可在額定電流范圍內(nèi)適當(dāng)加大驅(qū)動(dòng)電流；在高頻范圍轉(zhuǎn)矩不足時(shí)，可適當(dāng)提高驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電壓；改用轉(zhuǎn)矩大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。

2、使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要克服的轉(zhuǎn)矩減小。為此可適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率，以便提高電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；設(shè)定較長(zhǎng)的加速時(shí)間，以便轉(zhuǎn)子獲得足夠的能量。?

2、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度

轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度，這時(shí)定子通電勵(lì)磁的時(shí)間較長(zhǎng)，大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時(shí)間，則轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過程中獲得了過多的能量，使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩增大，從而使電動(dòng)機(jī)越步。當(dāng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)那些使負(fù)載上、下動(dòng)作的機(jī)構(gòu)時(shí)，更易產(chǎn)生越步現(xiàn)象，這是因?yàn)樨?fù)載向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩減小。

解決方法：

減小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流，以便降低步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。

3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及所帶負(fù)載存在慣性

由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身及所帶負(fù)載存在慣性，使得電動(dòng)機(jī)在工作過程中不能立即起動(dòng)和停止，而是在起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)丟步，在停止時(shí)發(fā)生越步。

解決方法：

通過一個(gè)加速和減速過程，即以較低的速度起動(dòng)，而后逐漸加速到某一速度運(yùn)行，再逐漸減速直至停止。進(jìn)行合理、平滑的加減速控制是保證步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠、高效、精確運(yùn)行的關(guān)鍵。

4、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生共振

共振也是引起失步的一個(gè)原因。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果控制脈沖的頻率等于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的固有頻率，將產(chǎn)生共振。在一個(gè)控制脈沖周期內(nèi)，振動(dòng)得不到充分衰減，下一個(gè)脈沖就來(lái)到，因而在共振頻率附近動(dòng)態(tài)誤差最大并會(huì)導(dǎo)致步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步。

解決方法：

適當(dāng)減小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流；采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)方法；采用阻尼方法，包括機(jī)械阻尼法。以上方法都能有效消除電動(dòng)機(jī)振蕩，避免失步現(xiàn)象發(fā)生。

淺談雷賽步進(jìn)電機(jī)性能特點(diǎn)

1、雷賽步進(jìn)電機(jī)可以用數(shù)字信號(hào)直接進(jìn)行開環(huán)控制，整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單廉價(jià)。

2、雷賽步進(jìn)電機(jī)無(wú)刷，電動(dòng)機(jī)本體部件少，可靠性高。

3、易于起動(dòng)，停止，正反轉(zhuǎn)及速度響應(yīng)性好。

4、停止時(shí)可有自鎖能力。

5、帶慣性負(fù)載能力較差。

6、由于存在失步和共振，步進(jìn)電機(jī)的加減速方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜化。

7、需要專用的步進(jìn)電機(jī)控制器控制，不能直接使用普通的交直流電源驅(qū)動(dòng)。

8、雷賽步進(jìn)電機(jī)步距角可在大范圍內(nèi)選擇，在小步距情況下，通常可以在超低轉(zhuǎn)速下高轉(zhuǎn)距穩(wěn)定運(yùn)行，通?？梢圆唤?jīng)減速器直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

9、位移與輸入脈沖信號(hào)數(shù)相對(duì)應(yīng)，步距誤差不長(zhǎng)期積累，可以組成結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單又具有一定精度的開環(huán)控制系統(tǒng)，也可在要求更高精度的組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

10、雷賽步進(jìn)電機(jī)速度可在相當(dāng)寬范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，同時(shí)用一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制器控制幾臺(tái)步進(jìn)電機(jī)可使它們完全同步運(yùn)行。

雷賽步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的故障分析

1、故障現(xiàn)象：為一旦啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器外接保險(xiǎn)絲即燒毀，設(shè)備不能運(yùn)行。

2、故障分析：維修人員在檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)一功率管已損壞，但由于沒有資料，弄不清該管的作用，以為是功率驅(qū)動(dòng)的前置推動(dòng)，換上一功率管，通電后，保險(xiǎn)再度被燒，換上的管子亦損壞。 經(jīng)專業(yè)維修人員檢查，初始分析是對(duì)的，即保險(xiǎn)一再熔斷，驅(qū)動(dòng)器肯定存在某一不正常的大電流，并檢查出一功率管損壞。但對(duì)該管的作用沒有弄清楚。實(shí)際上該管為步進(jìn)電機(jī)電源驅(qū)動(dòng)管，步進(jìn)電機(jī)為高壓起動(dòng)，因而要承受高壓大電流。 靜態(tài)檢查，發(fā)覺脈沖環(huán)形分配器的線路中，其電源到地端的阻值很小，但也沒有短路。根據(jù)線路中的元器件數(shù)量及其功耗分析電源到地端的阻值不應(yīng)如此之小，因此懷疑線路中已有元器件損壞。 通電檢查，發(fā)現(xiàn)一芯片異常發(fā)熱。斷電后將該芯片的電源引腳切斷，靜態(tài)檢查，電源到地的阻置增大應(yīng)屬正常。測(cè)該芯片的電源到地的阻值很小。 查該芯片的型號(hào)，為一非標(biāo)型號(hào)，眾多手冊(cè)中沒有查到。經(jīng)線路分析，確認(rèn)其為該板中的主要元件：環(huán)形脈沖分配器。 為進(jìn)一步確認(rèn)該芯片的問題，首先換耐壓電流功率相當(dāng)?shù)牟竭M(jìn)電機(jī)電源驅(qū)動(dòng)管，恢復(fù)該芯片的電源引腳，用發(fā)光二級(jí)管電路替代步進(jìn)電機(jī)各繞組作模擬負(fù)載。通電后，發(fā)光二級(jí)管皆亮，即各繞組皆通電，這是不符合線路要求的，輸入步進(jìn)脈沖無(wú)反應(yīng)，進(jìn)口泵

3、故障排除：因此確認(rèn)該芯片已損壞。 但是該芯片市場(chǎng)上沒有，在驅(qū)動(dòng)器殼體內(nèi)空間允許的情況下，采用了組合線路即用手頭上已有的D觸發(fā)器和與非門的組合設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形脈沖發(fā)生器，制作在一個(gè)小印制板上，拆除原芯片將小印制板通過引腳裝在原芯片的焊盤上。仍用發(fā)光二極管作模擬負(fù)載，通電后加人步進(jìn)脈沖按相序依次發(fā)光。 拆除模擬負(fù)載，接入主機(jī)，通電，設(shè)備運(yùn)行正常。 本例說明，維修人員不僅要能分析現(xiàn)象（過流），找出比較明顯的原因（功率管損壞），還要能步步深人地分析故障初因（脈沖發(fā)生器損壞），并且能運(yùn)用手頭上現(xiàn)有的元器件組合替代難于解決的器件問題。

結(jié)語(yǔ)

關(guān)于雷賽步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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