定子绕组机错误接线产生的现象.doc

直流无刷电机的定子绕组错误接线后的现象（1）直流无刷电机的相位控制原理直流无刷电机的相位控制原理就是在旋变的零点对准转子零位的情况下，根据转子的机械位置m（旋变轴的机械位置）确定三相定子电流的相位e（换向角，epm），查表得到三相正弦值再乘以电流指令ICMD（速度调节器的输出）得到三相电流瞬时值指令：ICMDA= IPeakSin (e)=2ICMDSineICMDB= IPeakSin (e-120)=2ICMDSin(e-120)ICMDC= IPeakSin (e-240)=2ICMD Sin(e-240)加到三个电流调节器的输入，调节器的输出加到PWM的输入，产生三相定子电流：IA=IPeakSin()IB=IPeakSin(-120)IC=IPeakSin(-240)三相定子电流流入三相对称绕组，产生定子合成磁场。合成磁场和与该磁场垂直的转子磁场相互作用，产生使电机连续旋转的转矩。转子主磁场呈正弦分布，三相绕组在主磁场内对称分布： 分布在每相绕组的转子磁场为：A=PeakSin()B=PeakSin(-120)C=PeakSin(-240)其中，Peak为转子正弦磁场的峰值。相绕组的转矩常数为：KTPhase=ktPhase每相绕组的转矩常数：KTA= ktAktPeakSin()KTPhaseSin()KTB= ktBktPeakSin(-120)=KTPhaseSin(-120)KTC= ktCktPeakSin(-240)=KTPhaseSin(-240)A相绕组产生的转矩：TA=KTAIA=KTPhaseIPeakSin2()= KTPhaseIPeak1/2 1-Cos(2)TA=1/2 KTPhaseIPeak -1/2 KTPhaseIPeak Cos(2)TA为单相正弦脉动转矩，脉动频率是转子转动频率的2p（极数）倍。B相绕组产生的转矩：TB=KTBIB=KTPhaseIPeakSin2(-120)= KTPhaseIPeak1/2 1-Cos(2-120)TB=1/2 KTPhaseIPeak -1/2KTPhaseIPeakCos(2-120)TB为单相正弦脉动转矩，脉动频率是转子转动频率的2p（极数）倍。C相绕组产生的转矩：TC=KTCIC=KTPhaseIPeakSin2(-240)= KTPhaseIPeak1/2 1-Cos(2-120)TC=1/2 KTPhaseIPeak -1/2 KTPhaseIPeakCos(2-240)TC为单相正弦脉动转矩，脉动频率是转子转动频率的2p（极数）倍。电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm= TA + TB + TC Tm=3/2 KTPhaseIPeak-1/2KTPhaseIPeak Cos(2)+ Cos(2-120)+ Cos(2-240)Tm=3/2 KTPhaseIPeakTm为与转子转动无关的恒定旋转转矩。转矩常数的有效值KTRMSTm=3/2 KTPhaseIpeakTm=3/2 KTPhase2IRMSKTRMS=Tm / IRMS =3/2KTPhase（2）定子绕组正常接线（MA接A、MB接B、MC接C）时，系统的运行注：MA、MB、MC为驱动器接线端子，A、B、C为电动机接线端子。Kollmorgen电机以正方向旋转时，反馈计数为加计数，三相定子绕组的相序为ACB：KTA=KTPhaseSin()KTB=KTPhaseSin(-240)KTC=KTPhaseSin(-120)驱动器在正转矩指令时，输出的电流相序也应为ACB：IA=IPeakSin()IB=IPeakSin(-240)IC=IPeakSin(-120)每相绕组产生的转矩：TA=KTAIA=KTPhaseIPeakSin2()TB=KTBIB=KTPhaseIPeakSin2(-240)TC=KTCIC=KTPhaseIPeakSin2(-120)电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm= TA + TB + TC Tm= KTPhaseIPeak Sin2()+ Sin2(-240)+ Sin2(-120)Tm= KTPhaseIPeak1/2 1-Cos(2)+ 1-Cos(2-240)+ 1-Cos(2-120)Tm=3/2 KTPhaseIPeak输出正转矩。电动机以正方向旋转时，工作在电动状态（第象限）；以负方向旋转时，工作在制动状态（第象限）。驱动器在负（转矩、转速）指令时，输出的电流相序为ACB，各相电流反相：IA=IPeakSin(-180)IB=IPeakSin(-240-180)= IPeakSin(-60)IC=IPeakSin(-120-180)= IPeakSin(+60)每相绕组产生的转矩：TA=KTAIA=KTPhaseIPeakSin()Sin(-180) =KTPhaseIPeak Cos(-180)-Cos(2-180)TB=KTBIB=KTPhaseIPeakSin(-240)Sin(-60)=KTPhaseIPeakCos(180)-Cos(2+60)TC=KTCIC=KTPhaseIPeakSin(-120)Sin(+60)=KTPhaseIPeakCos(180)-Cos(2-60)电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm= TA + TB + TC Tm= KTPhaseIPeak1/2 Cos(-180)-Cos(2-180) + Cos(180)-Cos(2+60)+ Cos(180)-Cos(2-60)Tm= KTPhaseIPeak1/2 -1-Cos(2+60-240)- 1-Cos(2+60)- 1-Cos(2+60-120)Tm=-3/2KTPhaseIPeak输出负转矩。电动机以正方向旋转时，工作在制动状态（第象限）；以负方向旋转时，工作在电动状态（第象限）。（3）接线错误1（MA接B、MB接C、MC接A）时，对正指令运行的影响每相绕组产生的转矩： TA=KTAIB=KTPhaseIPeakSin()Sin(-240)TB=KTBIC=KTPhaseIPeakSin(-240)Sin(-120)TC=KTCIA=KTPhaseIPeakSin(-120)Sin()电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm1= TA + TB + TC Tm1= KTPhaseIPeakSin()Sin(-240)+Sin(-240)Sin(-120)+Sin(-120)Sin()Tm1= KTPhaseIPeak1/2 Cos(-240)-Cos (2-240)+Cos(120)-Cos(2-360)+Cos(120)-Cos(2-120)Tm1=3/2 KTPhaseIPeakCos(120)Tm1=1/2Tm其中：Tm为正常接线时电动机产生的总转矩；Tm1为接线错误1时电动机产生的总转矩。对系统运行的影响： 电动机产生的总的转矩下降一半，转矩是负值 电流环运行时：正转矩指令：反方向旋转，弱磁反应，能达到的最高转速高负转矩指令：正方向旋转，增磁反应，能达到的最高转速低 速度环运行时：速度正反馈，转速失控，系统“超速”报警（4）接线错误2（MA接C、MB接A、MC接B）时，对正指令运行的影响每相绕组产生的转矩：TA=KTAIC=KTPhaseIPeakSin() Sin(-120)TB=KTBIA=KTPhaseIPeakSin(-240) Sin()TC=KTCIB=KTPhaseIPeakSin(-120) Sin(-240)电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm2= TA + TB + TC Tm2= KTPhaseIPeakSin()Sin(-120)+ Sin(-240)Sin()+ Sin(-120)Sin(-240)Tm2= KTPhaseIPeak1/2Cos(-120)-Cos (2-120)+Cos(240)-Cos(2-240)+Cos(-120)-Cos(2-360)Tm2=3/2KTPhaseIPeak Cos(120)Tm2=1/2*Tm其中：Tm为正常接线时电动机产生的总转矩；Tm2为接线错误2时电动机产生的总转矩。对系统运行的影响： 电动机产生的总的转矩下降一半，转矩是负值 电流环运行时：正转矩指令：反方向旋转，弱磁反应，能达到的最高转速高负转矩指令：正方向旋转，增磁反应，能达到的最高转速低 速度环运行时：速度正反馈，转速失控，系统“超速”报警（5）接线错误3（MA接A、MB接C、MC接B）时，对正指令运行的影响每相绕组产生的转矩：TA=KTAIA=KTPhaseIPeakSin()Sin()TB=KTBIC=KTPhaseIPeakSin(-240)Sin(-120)TC=KTCIB=KTPhaseIPeakSin(-120)Sin(-240)电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm3= TA + TB + TC Tm3= KTPhaseIPeakSin()Sin()+ Sin(-240)Sin(-120)+ Sin(-120)Sin(-240)Tm3= KTPhaseIPeak1/2 Cos(0)-Cos (2)+Cos(120)-Cos(2-360)+Cos(-120)-Cos(2-360)Tm3=3/2KTPhaseIPeakCos(2)Tm3=TmCos(2+180)其中：Tm为正常接线时电动机产生的总转矩；Tm3为接线错误3时电动机产生的总转矩。对系统运行的影响： 电动机产生的总的转矩为正弦转矩，频率是转子转动频率的2p（极数）倍 电流环运行时：转子做正弦运动，正弦运动的频率是转子转动频率的2p（极数）倍，振幅取决于转矩指令 速度环运行时：正弦运动的负半周，速度正反馈，转速失控，系统“超速”报警（6）接线错误4（MA接C、MB接B、MC接A）时，对正指令运行的影响每相绕组产生的转矩：TA=KTAIC=KTPhaseIPeakSin()Sin(-120)TB=KTBIB=KTPhaseIPeakSin(-240)Sin(-240)TC=KTCIA=KTPhaseIPeakSin(-120)Sin()电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm4= TA + TB + TC Tm4= KTPhaseIPeakSin()Sin(-120)+ Sin(-240)Sin(-240)+Sin(-120)Sin()Tm4= KTPhaseIPeak1/2Cos(-120)-Cos (2-120)+Cos(0)-Cos(2-480)+Cos(120)-Cos(2-120)Tm4=3/2KTPhaseIPeak Cos(2-120)Tm4=TmCos(2-120)其中：Tm为正常接线时电动机产生的总转矩；Tm4为接线错误4时电动机产生的总转矩。对系统运行的影响： 电动机产生的总的转矩为正弦转矩，频率是转子转动频率的2p（极数）倍 电流环运行时：转子做正弦运动，正弦运动的频率是转子转动频率的2p（极数）倍，振幅取决于转矩指令 速度环运行时：正弦运动的负半周，速度正反馈，转速失控，系统“超速”报警（7）接线错误5（MA接B、MB接A、MC接C）时，对正指令运行的影响每相绕组产生的转矩：TA=KTAIB=KTPhaseIPeakSin()Sin(-240)TB=KTBIA=KTPhaseIPeakSin(-240)Sin()TC=KTCIC=KTPhaseIPeakSin(-120)Sin(-120)电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和Tm5= TA + TB + TC Tm5= KTPhaseIPeakSin()Sin(-240)+Sin(-240)Sin()+Sin(-120)Sin(-120)Tm5= KTPhaseIPeak1/2Cos(-240)-Cos (2-240)+Cos(240)-Cos(2-240)+Cos(0)-Cos(2-240)Tm5=3/2KTPhase