伺服電機轉(zhuǎn)子與編碼器位置對準(zhǔn)校正(編輯修改稿)
2025-07-25 11:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圈一般出現(xiàn)一個；這種正余弦編碼器實質(zhì)上也是一種增量式編碼器。另一種正余弦編碼器除了具備上述正交的sin、cos信號外，還具備一對一圈只出現(xiàn)一個信號周期的相互正交的1Vpp的正弦型C、D信號，如果以C信號為sin，則D信號為cos，逆時針旋轉(zhuǎn)編碼器軸，相當(dāng)于Z信號的Index信號一般會對齊于C信號由低到高的過零點。通過sin、cos信號的高倍率細(xì)分技術(shù)，不僅可以使正余弦編碼器獲得比原始信號周期更為細(xì)密的名義檢測分辨率，比如2048線的正余弦編碼器經(jīng)2048細(xì)分后，就可以達(dá)到每轉(zhuǎn)400多萬線的名義檢測分辨率，當(dāng)前很多歐美伺服廠家都提供這類高分辨率的伺服系統(tǒng)，而國內(nèi)廠家尚不多見；此外帶C、D信號的正余弦編碼器的C、D信號經(jīng)過細(xì)分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對位置信息，比如每轉(zhuǎn)2048個絕對位置，因此帶C、D信號的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈絕對編碼器。采用這種編碼器的伺服電機的初始電角度相位對齊方式如下：，V入，U出，將電機軸定向至一個平衡位置；；；，一邊觀察C信號和Index信號波形，直到C信號的過零點或Index信號的有效電平準(zhǔn)確出現(xiàn)在電機軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，C信號的過零點或Index信號的有效電平都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對齊有效。撤掉直流電源后，驗證如下：；，編碼器的C相信號由低到高的過零點或Index信號的跳變沿與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。這種驗證方法，也可以用作對齊方法。此時C信號的過零點與電機電角度相位的30度點對齊。如果想直接和電機電角度的0度點對齊，可以考慮：，VW入，U出，將電機軸定向至一個平衡位置；；；，一邊觀察C信號和Index信號波形，直到C信號的過零點或Index信號的有效電平準(zhǔn)確出現(xiàn)在電機軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，C信號的過零點或Index信號的有效電平都能穩(wěn)定在高電平上，則對齊有效。驗證方法如下：，然后將星型連接的3個電阻分別接入電機的UVW三相繞組引線；，就可以近似得到電機的U相反電勢波形；，觀察編碼器的C相信號由低到高的過零點或Index信號的跳變沿應(yīng)該與電機U相反電勢波形由低到高的過零點重合。上述驗證方法，也可以用作對齊方法。由于普通正余弦編碼器不具備一圈之內(nèi)的相位信息，而Index信號也只能反映一圈內(nèi)的一個點位，不具備直接的相位對齊潛力，因而在此也不作為討論的話題。如果可接入正余弦編碼器的伺服驅(qū)動器能夠為用戶提供從C、D中獲取的單圈絕對位置信息，則可以考慮：，V入，U出，將電機軸定向至一個平衡位置；、D信號中獲取的單圈絕對位置信息；；，使顯示的絕對位置值充分接近根據(jù)電機的極對數(shù)折算出來的電機30度電角度所應(yīng)對應(yīng)的絕對位置點，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，上述折算絕對位置點都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對齊有效。此后可以在撤掉直流電源后，得到與前面基本相同的對齊驗證效果：；，驗證編碼器的C相信號由低到高的過零點與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。如果利用驅(qū)動器內(nèi)部的EEPROM等非易失性存儲器，也可以存儲正余弦編碼器隨機安裝在電機軸上后實測的相位，具體方法如下：，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸，以及編碼器外殼與電機外殼；，V入，U出，將電機軸定向至一個平衡位置；、D信號解析出來的單圈絕對位置值，并存入驅(qū)動器內(nèi)部記錄電機電角度初始安裝相位的EEPROM等非易失性存儲器中；由于此時電機軸已定向于電角度相位的30度方向，因此存入的驅(qū)動器內(nèi)部EEPROM等非易失性存儲器中的位置檢測值就對應(yīng)電機電角度的30度相位。此后，驅(qū)動器將任意時刻由編碼器解析出來的與電角度相關(guān)的單圈絕對位置值與這個存儲值做差，并根據(jù)電機極對數(shù)進(jìn)行必要的換算，再加上30度，就可以得到該時刻的電機電角度相位。這種對齊方式需要伺服驅(qū)動器的在國內(nèi)和操作上予以支持和配合方能實現(xiàn)，而且由于記錄電機電角度初始相位的EEPROM等非易失性存儲器位于伺服驅(qū)動器中，因此一旦對齊后，電機就和驅(qū)動器事實上綁定了，如果需要更換電機、正余弦編碼器、或者驅(qū)動器，都需要重新進(jìn)行初始安裝相位的對齊操作，并重新綁定電機和驅(qū)動器的配套關(guān)系。旋轉(zhuǎn)變壓器的相位對齊方式旋轉(zhuǎn)變壓器簡稱旋變，是由經(jīng)過特殊電磁設(shè)計的高性能硅鋼疊片和漆包線構(gòu)成的，相比于采用光電技術(shù)的編碼器而言，具有耐熱，耐振。耐沖擊，耐油污，甚至耐腐蝕等惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)能力，因而為武器系統(tǒng)等工況惡劣的應(yīng)用廣泛采用，一對極（單速）的旋變可以視作一種單圈絕對式反饋系統(tǒng)，應(yīng)用也最為廣泛，因而在此僅以單速旋變?yōu)橛懻搶ο?，多速旋變與伺服電機配套，個人認(rèn)為其極對數(shù)最好采用電機極對數(shù)的約數(shù)，一便于電
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