变压器有很好的故障保护，但它们仍然可能发生并引起大麻烦。继续阅读了解变压器保护系统。 变压器是所有配电系统中电压控制的重要工具。变压器是配电系统中最重要的部件之一，同时也是最昂贵的部件。这使得维修和更换变得异常昂贵，而且需要尽快进行。 幸运的是，变压器被封闭在静态装置中，潮湿的变压器被油浸湿。通常，这些安全措施使故障非常有限。然而，即使是最好的计划也可能出错，这就是为什么采用变压器保护措施至关重要。请继续阅读，了解变压器保护系统的常见类型。 什么是变压器保护？ 变压器内部故障虽然罕见，但可能会对设备造成严重损坏。变压器保护是一个包罗万象的术语，可适用于您可以添加到变压器中的任何数量的保护性增强功能和附加功能。 这些系统以不同的灵敏度发现变压器的内部故障，有些还能在发生故障时提供备用保护。这些系统可以感应各种因素，包括电流、电压、频率、油压和温度。 然而，并非所有变压器都包括相同的保护系统。许多设施需要考虑其预算并确定给定机器中包含的最重要的保护系统。在许多情况下，某些种类的故障比其他故障更容易发生；设计变压器保护系统时，应优先考虑这些因素。 当选择保护系统并确定哪些值得包括在内时，您不能忘记变压器故障可能导致附近设备和基础设施损坏的可能性。 最后，必须将保护装置的成本与更换或维修变压器的成本进行比较。对于许多预算来说，有时安装更多保护装置的成本会高于维修变压器的成本。在选择使用哪种保护系统时，必须考虑所有这些因素。 为什么变压器保护很重要？ 我们已经谈到了一些让技术人员了解变压器故障的财务激励措施，但还有其他一些考虑因素。例如，故障会在更多方面影响您的底线，而不仅仅是更换成本，因为停机时间也是一个昂贵的问题。 保护是一项基本功能，用于将断开时间保持在最短，并降低灾难性故障的可能性。变压器在次优条件下运行的时间越长，变压器的使用寿命就越有可能缩短。 过电流保护 当相位或接地故障出现时，您将需要过流保护。在安全条件下，电流流动不会产生任何多余的热量，只是为变压器提供电力。当这种流量超过正常量时，变压器可能过载或短路。 提供过电流保护的最简单方法是使用熔线、保险丝和断路器。所有这些硬件都可以限制甚至禁止电流的流动。 请记住，该硬件无法解决过流问题。取而代之的是，他们将通过跳闸断路器和熔断熔线来切断电流。 过热保护 正如你可能想象的那样，保护系统需要注意的最大问题之一是过热。无论过热是由于短路还是过载，任何一种可能性都可能是毁灭性的。 大多数情况下，变压器中的最高温度约为95°c .当变压器接近该温度时，您需要过热保护系统介入，向您发出警报并关闭变压器。变压器在最高安全温度以上运行的时间越长，其寿命就会缩短越多。 在此最高温度以上工作还会降低电线的绝缘性能，进而导致其他问题。在许多变压器中，光缆用于测量变压器铁芯中的温度。它位于变压器的中心，在这里您会遇到最高的温度，这就是为什么光纤电缆需要接入该区域的原因。 过熔保护 就像过电流是超过变压器正常电流的一个例子一样，过磁通密度是将磁通密度增加到一个极值点的一个例子。这种增加会导致过热，然后导致内部故障，维修成本可能非常高。 过流保护的工作原理与过流保护类似。当磁通密度比增加到危险水平时，系统将向断路器发送信号，告知其跳闸。这将关闭您的变压器，并防止任何进一步的损害。 布赫霍尔茨气体检测继电器 Buchholz继电器是一种特殊的系统，用于在发生轻微或重大故障时保护变压器。当您的变压器按预期运行时，Buchholz继电器将充满油。如果存在内部故障，Buchholz继电器将会充满变压器油箱中产生的气泡。 这些气泡不断累积，直到触发布赫霍尔兹继电器中的报警元件。如果问题没有及时解决，Buchholz继电器将再次触发跳闸元件。这种情况发生在由于严重故障导致机油快速流失的情况下。简而言之，布赫霍尔茨气体检测继电器给你一个解决问题的机会，然后在你无法解决问题的情况下提供故障保护。 无论是变压器还是其他需要电机控制的工业系统，您都可以依靠Qiming Automation.为您提供最佳的电机管理系统。当您需要对工厂中的电机进行精确和全面的监控时，我们现有的产品绝对不会出错。 既然您已经了解了这些常见类型的变压器保护系统，请确保您的设施配备了所有可能的保护系统。俗话说，一盎司的预防抵得上一磅的治疗。不要忘记积极主动，因为从长远来看，这可以为你节省很多钱。如果您在为您的设施寻找保护系统时需要帮助，请随时联系我们的团队。我们很乐意帮忙！

客户挑战 炼油厂中的知识密集型操作（例如工厂启动和关闭、压缩机启动和原油储罐切换）仍然需要大量操作员手动操作。例如，有效的原油切换转换通常需要一套复杂的操作，包括启动/停止电机、打开/关闭阀门、流量测量和冲洗，这些操作只能由最有经验的操作员按照特定的顺序执行。 此外，由于有经验的操作员最终会退休或辞职，因此有必要保留他们的专业知识和最佳实践，并将这些知识准确地传授给无技能的操作员。这对于最大限度地提高生产效率以及避免或消除误操作导致的停机至关重要。 我们的解决方案 通过使用横河基于知识的自动化解决方案Exapilot，可以在标准化的程序流程图中正式确定、管理和配置运营的专业知识和最佳实践。这种标准化的方法不仅可以实现复杂操作的100%自动化，还可以保证在操作人员发生变化或技能水平出现差异时，能够准确地传递和执行宝贵的专业知识。 客户利益 我们的一家客户是日本一家领先的机油、润滑油和石化产品生产商和经销商，该公司估计，在其一个实验设施中引入Exapilot可减少多达2，000*的工时。 客户挑战 炼油厂可以通过安装高效设施并提高其运行效率来实现节能。横河拥有帮助公司提高效率和降低能耗的解决方案。 我们的解决方案 自20世纪70年代石油危机以来，日本炼油行业一直在通过降低能耗和减少二氧化碳排放来应对不断上涨的能源价格和严格的监管。炼油厂运营商通过引入一些世界上最先进的技术实现了这一目标，并在这方面得到了横河系统、解决方案和工程能力的支持。横河已经参与了1000多个炼油项目，并在该行业建立了良好的声誉。该公司提供通过提高效率来节约能源的解决方案。 1.能耗可视化和关键绩效指标（KPI）管理 为了节约能源和减少炼油厂的二氧化碳排放，必须清楚地显示排放和能源消耗的状态。横河提供全面的解决方案，如现场传感器和生产管理系统，这些系统依靠最新技术来监控和管理能源相关参数。 通过运营管理实现可视化 通过生产管理实现可视化 现场数据可视化 2.减少炉膛/锅炉烟气中过量的O2% 当烟道气中存在过量氧气（O2）时，会导致不完全燃烧。通常，O2保持在最佳水平的1.5–2%范围内，但事实证明，激光传感技术可以提高CO/O2/CO2测量的速度和可靠性，并导致过量O2的进一步减少，从而节省更多能源。 潜在优势示例（近似值 10万桶炼油厂的年收益） 使能技术 横河新的TDLS8000在一个坚固的设备中包含了所有行业领先的功能。该平台设计用于原位测量，无需样品提取和调节。非接触式传感器允许各种过程类型，包括腐蚀性、研磨性和冷凝。 图像缩放  客户挑战 调油是将原油转化为汽油等成品过程的最后一步。当使用传统混合技术（如罐式混合和比例混合）时，炼油商往往会使用过量的添加剂来保证汽油产品符合监管机构设定的最低规格。然而，由于混合添加剂的成本较高，因此需要一种既能减少质量多灌装量又能满足最低规格的混合解决方案。 我们的解决方案 横河提供了一种混合优化系统或混合特性控制（BPC）解决方案，可根据近红外分析仪连续在线分析产品特性测得的值实时计算最佳混合比，并自动修改控制器的设定值以在线自动调整混合比。 除了原料药解决方案之外，横河还可以提供完全集成的场外解决方案，涵盖所有场外工艺操作，如输油系统（OMS）、实验室信息系统、分析仪系统和调度/计划系统。 图像缩放  客户利益 以下是客户对使用横河的BPC和其他场外解决方案可以实现的好处的证明: 提高安全性:场外区域操作的安全性由系统指导和监督。 提高产品质量:系统监管最大限度地降低了可能导致产品污染的操作错误概率。 改善环境绩效:OMS的转移控制解决了可能由油罐溢流和其他因素造成的环境问题。 提高操作效率:通过阀门电动化和在现有隔离区搜索排队工作的能力，将每个人执行的操作数量降至最低。 扩展空间感知:所有操作员均可获得全区域感知，并在系统数据库中持续更新。   细节 项目经验 横河在炼油行业拥有约1000个项目的经验，赢得了炼油商对公司的高度信任。 设计和工程 前端工程和设计（FEED），主要仪器供应商（MIV）服务 安装和调试 现场工程、集成测试、交钥匙服务 运营和优化 优化咨询、全天候运营支持、在线诊断支持 维护和升级 资产优化、在线升级、生命周期解决方案支持 改造和扩建 在线扩展、热切换

客户挑战 需要一个集中控制室来改善天然气管道的整体运行和管理。 需要将备份和主主站放在不同的位置，以备灾难。 手动收集各区域管道的运行数据。 我们的解决方案 对于中央控制室-提供FAST/工具包和高可用性计算解决方案，该解决方案采用三重冗余配置中的历史服务器、客户端服务器和区域服务器。 对于每个区域气体管理中心-实施基于FAST/工具的解决方案，该解决方案依赖于双冗余前端处理器服务器，以实现不间断的监控和控制。 客户利益 通过冗余配置，确保了来自现场的操作和维护数据流。 操作员、生产工程师和分析师可以全年全天候实时可视化访问数据。 整个客户管道网络的系统可用性已提高到99.5%。   成就 确保全国稳定的天然气供应 提高运营和维护效率 最小化总拥有成本   使能技术 快速/工具 FAST/TOOLS最初是灵活的高级系统技术（FAST）项目，现在是一个全面、完全集成的SCADA应用程序套件。 FAST/TOOLS功能强大且灵活，可为从50点单元流程到数百万点海上生产和管道系统的安装提供服务，这些系统延伸数千英里。 成功故事 盖尔-横河FAST/TOOLS SCADA系统集中监控印度天然气管道  细节 企业管道管理解决方案 概观 利益 功能规格 管道应用 系统结构 概观 企业管道管理解决方案“EPMS”提供了一系列标准管道应用程序，以促进气体/液体管道系统的管理和操作。应用程序可以无缝地插入类似于SCADA监测和控制环境的FAST/TOOLS实时系统平台。EPMS由两个包组成；气体企业管理套件和液体企业管理套件。 图像缩放      利益 基于20年的大中型复杂管道自动化工程经验，EPMS产品包具有以下优势。 管道管理系统实施 更好更快地实施 知识集中、保留和记录 增强的生命周期管理 使用可靠功能的可靠系统 专门的顾问和产品支持 整合成本 防止应用供应商和集成技术锁定 建立基于标准且符合IT/安全标准的应用平台 降低拥有成本 标准技术 可扩展、灵活、可重复使用 生命周期管理 行业标准支持 实施管道行业标准的最佳实践 为法规支持和合规性提供基础 未来证明…

客户挑战 系统综合 我们的解决方案 作为FPSO综合控制和安全系统（ICSS）的供应商，横河提供解决方案，包括用于船体/上部控制的CENTUM VP过程控制系统（PCS）和ProSafe-RS安全系统、带有接口解决方案的水下控制和转台系泊系统以及用于仪器管理的工厂资源管理器（PRM）包。这些系统与第三方系统（如机器监控系统、过程数据服务器和操作员培训和维护系统）集成在一起。 ICSS对处理设施进行监测和控制，包括相关的上部设施、监管控制和开/关控制。它还生成生产数据报告，与其他子系统和人机界面（HMI）控制台连接，存档、记录数据并将数据传输到其他界面系统和管理报告系统。 ICSS使所有控制和安全功能的集中工厂监督和管理成为可能。 客户利益 可靠高效的运行 使能技术 CENTUM VP集成生产控制系统 CENTUM VP是横河最新的集成生产控制系统，也称为分布式控制系统（DCS）。CENTUM VP具有更直观的人机界面和更强大的现场控制站，能够更快、更可靠地处理数据。得益于双CPU和备用CPU配置等特性，CENTUM VP实现了99.99999%（七个9）的可用性。     ProSafe-RS过程安全系统 横河用ProSafe-RS结束了DCS-SIS的不兼容性，ProSafe-RS是世界上第一个真正为过程工业集成的“安全PLC”。 客户挑战 通过灵活的模块化方法进行系统集成 我们的解决方案 横河ICSS FLNG建筑和解决方案以灵活和模块化的方式利用该技术。在设计总集成模块化系统时，我们最大限度地利用了我们的分布式ICSS架构，以最大限度地降低设计、安装和调试期间的风险，直至“第一台LNG”。不同工艺模块的自主控制和安全/火气系统通过利用专用网段和控制器以及每个自主系统的分布式I/O模块来确保。 在大型模块中，支持该部分的专用操作站安装在本地设备室（LER）。 我们在FLNG工厂实施ICSS解决方案的理念是模块化设计。成本效益和时间节约的执行在多个地点实施，并按计划交付到每个模块。每个模块都可以在本地进行测试，然后运送到装配场进行最终集成。 船体ICSS可与上部工艺模块分开实施，并在上部安装前适时投入运行。这也适用于水下ICSS，横河能够以同样的方式集成水下主控。 客户利益 将设计、安装和调试期间的风险降至最低 使能技术 横河电机的带N-IO（网络I/O）的ICSS是下一代智能可配置I/O，允许灵活绑定I/O分配。与我们的调试工具FieldMate Validator配合使用，可以在不影响质量的情况下显著加快项目完成速度并降低成本。 细节 FPSO FLNG FSRU 浮式生产储油船（FPSO）   照片由MODEC公司提供。  浮式生产、储存和卸载（FPSO）装置是一种浮式海上生产设施，用于储存加工设备和生产出的碳氢化合物。碳氢化合物由平台或水下基盘生产，然后输送到FPSO设施。然后，FPSO的设施对石油进行加工和储存，直到可以通过管道或油轮运输。石油公司使用浮式生产储油卸油（FPSO）装置，使在偏远地区和深水采油变得经济可行。 浮动液化天然气（FLNG） 横河在执行液化天然气项目方面拥有30多年的经验，并在整个链条中积累了丰富的工程知识。结合横河在液化、再气化和液化天然气运输方面的知识，以及在海上生产设施方面的丰富经验，横河在设施的整个寿命期内提供了执行全球FLNG项目的独特技术和能力。   浮式储存和再气化装置（FSRU） Years of study have shown that large floating production, storage,…

客户挑战 石油和天然气井钻得越来越深，分布越来越广，因此需要采用越来越复杂的技术。成本成比例地上升了。为了帮助控制成本，防止可能导致计划外停机的设备故障至关重要。 我们的解决方案 计划外停机会打乱生产计划并影响利润。横河产品的高可用性可防止油气田发生意外停机，为您节省资金并提高生产过程的安全性。 横河CENTUM系列分布式控制系统（DCS）的核心是一种独特的“配对备用”控制器架构，由一组冗余CPU模块组成，每个模块均配有双微处理器。这两个处理器不断比较它们的输出，如果检测到任何不匹配，就会启动无碰撞切换。通过这种方式，CENTUM系列系统实现了99.99999%的可用性（七个9）。横河的其他产品，如STARDOM RTU，采用了类似的设计理念，使用了与高端电脑相同的错误检查和纠正（ECC）内存，内存容量是普通内存容量的两倍，有利于气体体积数据和其他现场信息的长期存储。这有助于减少停机时间，提高系统可靠性，并通过消除前往偏远井位的需要来提高维护效率。 使能技术 CENTUM副总裁 CENTUM系列现场控制站（FCS）的所有硬件和软件均由横河开发。凭借我们对这些系统的全面了解，我们有能力帮助您保持99.99999%的可用性。   演员们 FCN-RTU具有256 MHz 32位RISC处理器等特性，是经过现场验证的FCN/FCJ架构的演变，提供高性能和低功耗。这种低成本型号具有四个串行I/O端口和一个以太网端口，因此满足SCADA应用的最低要求。   客户挑战 有人和无人井口通常分布在广阔的区域内，并通过多种通信基础设施连接。整合如此复杂的操作是提高效率的关键因素。 我们的解决方案 统一实时监控 横河电机提供集成人机界面（HMI），可实现统一监控和报警处理。它使系统更易于操作，减少操作失误，提高安全性，并减少培训时间和费用。横河统一网关站（UGS）支持与使用Modbus（TCP/RTU）、OPC和以太网/IP等技术的横河智能RTU（STARDOM）和PLC的本地网络连接，允许无人井口和有人井口轻松集成。由于来自不同网络的图形都具有相同的CENTUM VP外观，操作员只需学习如何使用CENTUM VP HMI，从而使整个系统更易于操作和处理警报。UGS还符合所有类型的通信，如STARDOM、Modbus和以太网/IP的单冗余和双冗余通信网络。只需要简单的编程就可以构建一个具有额外UGS的高度可靠的系统。 使能技术 UGS在HIS上具有以下统一操作和监控环境的特点。 不同控制器之间的无缝过程操作和监控（针对过程数据和警报）以及系统监控 广泛的操作和监控范围 提高工程效率 系统配置示例 UGS是CENTUM副总裁和子系统控制器之间的网关。UGS操作和监控子系统控制器的方式与CENTUM VP现场控制站相同。 HIS:人机界面站 工程师站 现场控制站 安全控制站 客户挑战 石油和天然气公司正试图保持竞争力并提高利润。实现这一目标的一种方法是通过应用现场数字技术来提高性能。 我们的解决方案 横河高度精确和稳定的现场数字技术通过减少计划外停机时间和消除前往现场的需要，为石油和天然气公司带来了竞争优势。横河提供了一条向这种先进技术转移的途径。 使能技术 现场数字 横河于1998年发布了首款符合基金会现场总线标准的产品，开始认真开发现场数字技术。作为基金会现场总线国际标准定义的主要倡导者，横河电机通过减少现场布线需求、引入智能现场设备以及改善数字现场设备的管理和诊断，在优化运营方面发挥着核心作用。   现场无线 横河无线技术省去了添加测量点的所有时间和精力。变送器可以很容易地安装在布线困难和/或非常昂贵的地方。通过无线网络连接传感器大大提高了监控效率，同时优化了功耗和通信，从而最大限度地提高了测量可用性。广域网上无线测量的集成促进了现场信息向控制室的流动，在控制室可以通过横河的FAST/TOOLS SCADA系统进行可视化和管理。 技术升级 在油气田作业中引入数字技术有助于优化生产、提高作业安全性和保护环境。一个额外的好处是可以轻松部署这些数字技术。由于横河的STARDOM RTU和混合PLC可以同时控制模拟传感器和数字传感器，因此不再需要使用Modbus、FOUNDATION fieldbus、HART、DNP3或DeviceNet安装网关或设置专用网络或其他类型的现场网络。因此，可以逐步升级到数字现场网络。 海上油气田的管理正朝着使用跨学科和跨业务领域的综合数据进行综合作业的方向发展。通过综合作业，上游石油和天然气公司正在应对非常规和偏远环境中日益增加的复杂性。通过集成系统实现集成操作。紧密集成的系统改变了工作方式，提高了决策质量和速度。 企业自动化解决方案（EAS）是一种从工厂或现场向企业级提供实时和历史自动化信息的解决方案，用于分布式自动化系统的分析、研究、资产监控和控制。为了提高安全性、产量和效率，人们需要以一种他们可以使用的方式获得尽可能好的信息。EAS在正确的时间向正确的人提供正确的自动化相关信息，以做出正确的决策。 海上勘探和生产要求在恶劣条件下最大限度地延长正常运行时间。有人和无人设施需要具有先进远程监控能力的可靠集成控制和安全系统（ICSS）。横河在执行各种规模和复杂程度的海上项目方面拥有最先进的技术和丰富的经验。 天然气加工旨在控制天然气流的露点，并分离天然气液体以供销售和分销。油和冷凝物去除、水去除、天然气液体分离以及硫和二氧化碳去除是用于分离来自上游储层的进料中的杂质的过程。分馏过程从气体处理厂提取液体流，其中可能包含甲烷、丙烷、丁烷和戊烷，并在单独的分馏塔中处理它们，然后在作为单独的组件出售之前，这些液体流可能会进入杂质处理厂。

的基本目的极限开关h 是根据旋转轴的位置打开或关闭离散输出。输出开启或关闭的点称为设定点，由设置机器的人员定义。第一批限位开关是纯机械装置，由连接在轴上的凸轮组成。见图1.1。当电机旋转轴时，凸轮碰到开关，打开和关闭输出。该系统存在各种问题，例如机械磨损、调整凸轮开/关设定点、会损坏凸轮的振动和冲击以及开关中的触点弹跳。       然而，现代电子技术已经有了很大的发展y改进了机械限位开关的功能。在电子限位开关系统中，凸轮轴被坚固的位置传感传感器取代。这限位开关控制器使用该传感器确定轴的位置。然后，控制器将该位置与其编程设定值进行比较，并确定其输出是否应该打开或关闭。由于不再使用凸轮轴，接触反弹和机械磨损的问题已经消除。此外，由于电子限位开关控制器是可编程的，更改开/关设定点现在只需按几个按钮。

什么是步进电机:简介 步进电机可以看作是没有换向器的电动机。通常，电机中的所有绕组都是定子的一部分，转子或者是永磁体，或者在可变磁阻电机的情况下是某种软磁材料的齿块。所有的换向都必须由电机控制器在外部处理，并且典型地，电机和控制器被设计成使得电机可以保持在任何固定位置以及以一种方式或另一种方式旋转。众所周知，大多数步进机可以以音频频率步进，使它们能够快速旋转，通过适当的控制器，它们可以在受控的方向上“立即”启动和停止。 对于某些应用，可以选择使用伺服电机或步进电机。两种类型的电机为精确定位提供了相似的机会，但它们在许多方面有所不同。伺服电机需要某种类型的编码器反馈控制系统。通常，这涉及光学或磁性编码器以提供关于转子位置的反馈，以及一些电路的混合以驱动电流通过电机，该电流与期望位置和当前位置之间的差成反比。 在步进机和伺服机之间做出选择时，必须考虑许多问题；哪一个重要取决于应用。例如，步进电机定位的可重复性取决于电机转子的几何形状，而伺服电机定位的可重复性通常取决于编码器和反馈电路中其他组件的稳定性。 步进电机可用于简单的开环控制系统；这些通常适用于在静态负载下以低加速度运行的系统，但闭环控制对于高加速度可能至关重要，尤其是在涉及可变负载的情况下。如果开环控制系统中的步进器扭矩过大，所有关于转子位置的信息都会丢失，系统必须重新初始化；伺服电机不存在这个问题。 步进电机也可以用在闭环系统中，很像伺服系统，增加了编码器和反馈驱动电路。性能的提高是以额外的成本为代价的。 步进电机:不同类型 步进电机有两种类型，永磁电机和可变磁阻电机（也有混合电机，从控制器的角度来看，它们与永磁电机没有区别）。由于电机上没有标签，当没有通电时，您通常可以通过感觉区分两者。当您用手指扭转转子时，永磁电机往往会“齿合”，而可变磁阻电机几乎可以自由旋转（尽管它们可能会因转子中的剩余磁化而轻微齿合）。你也可以用欧姆表来区分这两个品种。可变磁阻电机通常有三个（有时四个）绕组，具有公共回路，而永磁电机通常有两个独立绕组，带或不带中心抽头。中心抽头绕组用于单极永磁电机。 步进电机的角度分辨率范围很广。最粗糙的电机通常每步旋转90度，而高分辨率永磁电机通常能够每步旋转1.8度甚至0.72度。使用合适的控制器，大多数永磁电机和混合电机可以以半步运行，一些控制器可以处理较小的分数步或微步。 对于永磁和可变磁阻步进电机来说，如果只有电机的一个绕组通电，转子（空载时）将迅速达到一个固定的角度，然后保持该角度，直到扭矩超过电机的保持扭矩，此时，转子将转动，试图保持在每个连续的平衡点。   步进电机:可变磁阻电机 如果您的电机有三个绕组，通常如图1.1中的示意图所示连接，所有绕组共用一个端子，则很可能是可变磁阻步进电机。在使用中，公共导线通常连接到正电源，绕组依次通电。 图1.1所示的横截面是每步进30度的可变磁阻电动机。这种电机的转子有4个齿，定子有6个极，每个绕组缠绕在两个相反的极上。1号绕组通电时，标记为X的转子齿被该绕组的磁极吸引。如果通过绕组1的电流被切断而绕组2被接通，转子将顺时针旋转30度，从而使标记为Y的磁极与标记为2的磁极对齐。     动画图1.1: 观看动画人物时，请注意以下事项: 1. 磁场似乎逆时针旋转，而转子顺时针旋转。这种布置在可变磁阻电机中很常见。 2.磁场以60度的步长旋转，而转子以30度的步长移动（方向相反）。这与游标卡尺的刻度运动有关，因此，可变磁阻电机有时也称为游标电机。 3.电机转子旋转一周需要控制系统的四个完整周期。这是因为转子有4极！ —– 要连续旋转该电机，我们只需依次向3个绕组供电。假设为正逻辑，其中1表示接通通过电机绕组的电流，以下控制序列将使图1.1所示的电机顺时针旋转24步或2圈: 绕组1 1001001001001001001001001001 绕组2 0100100100100100100100100100 绕组3 0010010010010010010010010010010 时间-》 还有具有4和5个绕组的可变磁阻步进电机，需要5或6根导线。驱动这些电机的原理与三绕组电机的原理相同，但制定正确的绕组通电顺序以使电机正常步进变得非常重要。 图1.1所示的电机几何形状，每步30度，使用最少数量的转子齿和定子极来实现令人满意的性能。使用更多的电机磁极和更多的转子齿允许构造具有更小步距角的电机。每个磁极上的齿面和相应的细齿转子允许步进角小到几度。   步进电机:单极电机 单极步进电机、5线或6线永磁和混合步进电机的接线通常如图1.2所示，两个绕组各有一个中心抽头。在使用中，绕组的中心抽头通常连接到正电源，每个绕组的两端交替接地以反转该绕组提供的磁场方向。       动画图1.2: 查看此图时，请注意以下几点: 1.这个6极转子的旋转方向与定子磁场的旋转方向相反；完全相同的定子内的两极转子将随着磁场旋转。 2.此图基于半步控制，其中交替半步涉及一个和两个电机绕组。 3.控制系统需要三个完整的周期来转动这个6极转子一周。两极转子将在每个控制系统周期内转动一整圈。 —– 图1.2所示的电机横截面是30度步进永磁电机或混合电机，这两种电机类型之间的差异在这个抽象层次上无关紧要。1号电机绕组分布在顶部和底部定子磁极之间，而2号电机绕组分布在左右电机磁极之间。转子是一个永磁体，有6个磁极，3个南极和3个北极，围绕其圆周排列。 对于更高的角度分辨率，转子必须具有相应更多的磁极。图中的30度步进电机是最常见的永磁电机设计之一，尽管15度和7.5度步进电机也很常见。永磁电机的每步分辨率高达1.8度，混合电机的每步分辨率通常为3.6度和1.8度，每步分辨率可达0.72度。 如图所示，从绕组1的中心抽头流向端子a的电流导致顶部定子磁极为北极，而底部定子磁极为南极。这将转子吸引到所示位置。如果绕组1断电，绕组2通电，转子将转动30度或一步。 为了连续旋转电机，我们只需依次给两个绕组通电。假设为正逻辑，其中1表示接通通过电机绕组的电流，以下两个控制序列将使图1.2所示的电机顺时针旋转24步或4圈: 绕组1a 10001000100010001000100010001 绕组1b 00100010001000100010001000100 绕组2a 01000100010001000100010001000 绕组2b…

本教程将帮助您了解步进机和伺服之间的区别电机，以及如何为您的应用选择最佳电机。我们将介绍电机基础知识，包括结构、电流、功能和特性、选择电机时要问的问题、应用示例、关键术语等。我们还提供了更多资源以获取更多信息。   运动基础:如何跳舞者汽车工厂 步进电机结构 大多数工业步进电机是混合式步进电机，由永磁转子和绕线电磁定子组成。   步进电机电流 DC电流用于激励步进电机的磁性线圈。 驱动器提供的电流产生磁场，用于旋转电机轴。下面是这个过程如何工作的基本表示。 1.上部电磁体被激活，中央齿轮的齿相应地排列起来。 2.上电磁铁被关闭，右电磁铁打开。最近的齿轮齿然后跳起来与此对齐。这会产生一个阶梯（例如1.8圈）。 3.右边的电磁铁被关闭，下面的电磁铁被打开。然后嵌齿跳起来与底部电磁铁对齐。这导致了另一个步骤。 4.底部电磁铁被关闭，最左边的电磁铁打开。齿轮齿然后跳起来与此对齐。这导致了另一个步骤。在步进角为1.8的电机上，旋转一周需要200步。   其他需要知道的事情 1.微步增加步数/圈数。 2.增加电流会增加电机扭矩。 3.步进频率越高，电机速度越高。 4.随着电机速度的增加，反电动势会降低电机扭矩。 5.不需要位置反馈，但这是可选的。   STEPPER基础知识总结 DC电流产生磁场。这是一个开环恒流系统。电机静止时电流保持不变。 优势 简单的设计/控制 不需要反馈 出色的低速扭矩 出色的低速平顺性 更低的整体系统成本   不足之处 扭矩随着速度的增加而降低 恒定电流，与要求无关 无法对负载变化做出反应   有趣的踏步机事实 1920年，步进电机的实际应用开始了，因此被称为VR（可变磁阻）型步进电机，被英国海军用作定位控制和远程控制。   运动基础:如何伺服系统汽车工厂 伺服电机结构 交流伺服系统由一个三相定子和一个永磁转子组成。此外，适当的电流控制还需要旋变器或编码器等电机反馈。   伺服电机电流 三相交流电流用于给伺服电机的磁性线圈通电。 随着定子中电流的变化，三相的磁场也发生变化；导致转子的永磁体与相应的相对准。 其他需要知道的事情 1.增加电流会增加电机扭矩。 2.电流频率越高，电机旋转越快。 3.伺服监控和调节电机电流，以实现更精确的扭矩控制。 4.正确的电流控制需要电机反馈。   伺服基础概述 三相交流电流产生磁场。这是一个闭环系统，持续监控相对于指令位置的位置，并相应调整电流。零速度保持扭矩所需的电机制动器。 优势 闭环控制 更高速度下的更高扭矩…

步进电机驱动器指定以均方根电流或峰值电流输出到步进电机的电流量。它们有什么不同？ 本教程将带您了解在指定步进驱动器和电机时使用的两种电流类型的区别。您将了解RMS和峰值电流之间的关系，以及为什么在配置步进控制系统时这种连接很重要。 在探究了均方根电流与峰值电流的技术优势后，您将会理解为什么步进电机制造商仅指定均方根电流的扭矩曲线和最大额定值，而不是峰值电流-同时还使用均方根电流的步进驱动器。对你有什么好处？它简化了任何应用中步进电机与步进驱动器的匹配。接下来的几段将阐明这一声明。 RMS代表均方根，是交流（AC）信号幅度的基本度量。均方根值等于在相同大小的负载下产生等量热量所需的直流电流量（DC）。交流电AC波形的形状并不重要。均方根值简化了平均功率和能量的计算。然而，仅给出交流信号最大值的峰值需要更多信息，并且只有在波形形状已知的情况下才能与均方根值进行比较。 例如，当交流波形为理想正弦波时，均方根和峰值电流之间的关系如下: 均方根电流=峰值电流x 0.707或峰值电流=均方根电流x 1.414。 均方根和峰值步进电流之间的关系取决于驱动器的配置。步进电机驱动器的三种常见工作模式包括全步进、半步步进和微步进。如果您要在示波器上查看这三种模式的电流波形，它们看起来会有所不同，代表均方根电流和峰值电流之间的关系: 理想全步进波形（图一） 理想半步 波形（图b .） 理想微步进 波形（图三） 所有步进电机的额定电流均为均方根电流，当步进速度为200步/转时，输出均方根电流的步进驱动器与输出峰值电流的步进驱动器没有区别。步进驱动器只输出电机所需的电流值。在以下示例中，假设均方根值为1.0安培: 图a。 全步进波形:1安培峰值= 1臂 然而，当半步（400步/转）时，均方根电流和峰值电流不相等，如图b所示。除非峰值驱动器将其输出电流提高15%（如图b所示），否则电机将无法接收其额定1。0安培均方根电流，因此无法产生其能够提供的全部扭矩。 图b。 半步波形:1.15 A峰值= 1 Arms 微步进波形显示均方根电流和峰值电流之间的差异甚至更大。在这种情况下，峰值电流设置必须提高约41%（如图c所示），以等于所需的1.0安培均方根电机电流。 图c。 微步进波形:1.414 A峰值= 1 Arms RMS电流控制驱动器将向电机发送选定的电流有效值，与电流波形无关。峰值电流控制驱动器可能不是这种情况，它根据波形输出不同的均方根电流。 总之，由于步进电机仅以均方根电流指定扭矩曲线和最大额定值，因此使用也以均方根电流指定的步进驱动器而不是以峰值电流指定的步进驱动器可以简化任何应用中步进电机与步进驱动器的匹配。 为了方便起见，AMCI指定了他们所有的步进驱动器和电机的RMS和峰值电流额定值（如适用）。最终结果=保证兼容性、性能和可靠性。

加速度:速度的时间变化率。转子和定子之间产生的扭矩将导致转子加速。转子的惯性和负载（如果有的话）将抵抗所施加的扭矩，从而控制加速度。 轴向间隙:轴向力引起的轴向轴位移。也称为结束播放。 反谐振:所有步进电机系统都会发生中频谐振，这是电机产生反电动势的结果。配备反谐振功能的驱动器将修改电机电流波形以补偿反电动势，从而在谐振速度下实现更平稳的运行。 反电动势:由于绕组与转子运动产生的旋转磁场相互作用而在绕组两端产生的电压。反电动势与转子速度成正比，与电机驱动施加在绕组上的电压相反。 双线绕组:一组电气连接的线圈，其中两条导线同时缠绕在定子周围。 双极驱动器:一种能够产生双向流过绕组的电流的驱动器。 中心抽头/公共线:双线绕组中连接两条导线的引线。当电机以单极绕组配置运行时，电流通过中心抽头进入每个绕组。 闭环控制:测量输出或输出结果的控制系统。将此信息与输入进行比较，以验证命令的执行情况，并在必要时进行调整。 恒流驱动器/斩波驱动器/ PWM驱动器:一种驱动器，能够调节施加在绕组上的电压，以强制维持额定电流。施加电压直到绕组电流达到预定值。然后切断电源，并保持关断状态。电流衰减到第二个较低的预定值，此时重新施加电压。 恒压驱动器/左/右驱动器/限阻驱动器:一种驱动器，在每个通电绕组上保持恒定的施加电压。电流的流动仅受每个绕组的电阻/阻抗的限制。 控制器/步进器/脉冲发生器:一种产生DC脉冲序列并将其发送到步进电机驱动器的设备或电路。产生的脉冲数量和速率决定了电机最终执行的步数和速率。 电流环路增益:配备此功能的驱动器允许修改电流环路增益值。虽然典型设置适用于大多数系统，但如果电机负载较重且在低速移动时停转，或者电机电感值很低且通电时发出高频声音，则降低增益会有所帮助。 阻尼:运动结束时或运动过程中对振动的抑制。 制动扭矩:旋转未通电电机所需的扭矩。 驱动程序/驱动器:根据来自控制器/分度器/脉冲发生器的脉冲驱动步进电机的电气设备。驱动器转换脉冲序列并给适当的步进电机绕组供电。 占空比:开启时间与关闭时间的百分比。始终开启的设备具有100%的占空比。半开半关的器件占空比为50%。 效率:功率输出与功率输入的比率。 电子阻尼:通过改变电动机的电流或步进率来抑制振动。 电气时间常数:电机绕组充电至其额定电流值63%所需的时间。 电动势/电动势:电压的同义词，通常用于描述产生的电压。 编码器:一种反馈设备，可用于获取位置和速度信息。 末端抽头:终止（结束）相位/绕组的引线。 激励/激发:通过步进电机的一相或多相发送电流。 结束播放:参见轴向间隙。 反馈:在闭环运行期间，测量的输出或输出结果被发送回控制器，以便与输入进行比较。 全步角度:步进电机增量移动的大小完全由电机的结构决定。 全步进:一种驱动步进电机的方法，其中每次增量运动等于电机的全步进角。 半步:一种驱动步进电机的方法，通过交替给电机的一相或两相通电，步进电机的全步角被电减半。 半步（修改后）:一种半步方法，其中输送到每相的电流量根据通电相数而变化，以在整个步进顺序中产生均匀的转矩。 保持扭矩:在不引起旋转的情况下，以0 pps速度施加到通电步进电机的最大外部扭矩。 混合步进电机:一种使用永磁转子构造的步进电机，其转子和定子组件都由齿状突起制成。 迟滞（位置性）:顺时针移动时的步进位置和逆时针移动时的步进位置之间的差异。步进电机可能会在未到达真实位置时停止，从而在顺时针和逆时针位置之间产生微小差异。 空载电流降低:一种驱动器功能，可在无运动时减少供应给电机的电流。虽然这具有减少电机发热的优点，但也会减少电机的保持扭矩。 电感:绕组抵抗电流变化的特性。电感与每个绕组中线圈匝数的平方成正比。电感的影响在高速时尤其明显。 惯性:物质抵抗速度或方向变化的物理特性。负载惯性会影响加速和减速所需的扭矩量。 惯性（反映）:通过齿轮系传递到步进电机的表观惯性值。表观值是实际惯性值除以传动比的平方。 机械阻尼器:一种与步进电机物理连接的减振装置。 微步进:一种驱动步进电机的方法，其中通过分别控制每个电机相位的电流量来减小电机的全步进角。 非累积误差:误差不会在多个步骤或增量运动中增加或累积。 开环控制:电机无反馈运行的控制系统。 过冲:电机旋转超过其指令位置。 永磁步进电机:一种使用永磁转子构造的步进电机，其转子和定子组件都是光滑的。 相位/绕组:一组电连接的线圈。 极点:电机中由永磁体或电流通过绕组线圈产生磁极的区域。 磁极间距:永磁电机转子上相同极性的相邻磁极之间的角度。极距决定了永磁电机的全步角。 牵入扭矩曲线:显示最大扭矩的图表，对于给定的速度，负载可以从静止加速到同步。 拉出扭矩曲线:显示在给定速度下运行的步进电机在不失去同步的情况下可以施加的最大扭矩的图表。 脉搏:持续时间短的电信号或电压。通常用于描述从步进器发送到驱动器的信号。 脉率:启动连续步骤或切换绕组的速率。 径向间隙:由于垂直于轴轴线施加的力而产生的垂直于轴的位移。 斜坡:逐渐增加（或减少）电机的步进率，以防止失去同步。 额定电流:在环境温度（通常为25°C）下，电机在不超过额定温度的情况下可以处理的最大允许连续电流。它是确定保持扭矩时的额定电流。 额定电压:电机在环境温度下产生额定扭矩时的电压。其值是额定电流和绕组电阻的乘积。…