主流的伺服電機位置反饋元件包括增量式編碼器,絕對式編碼器,正余弦編碼器,旋轉(zhuǎn)變壓器等。
增量式編碼器的相位對齊方式
在此討論中,增量式編碼器的輸出信號為方波信號,又可以分為帶換相信號的增量式編碼器和普通的增量式編碼器,普通的增量式編碼器具備兩相正交方波脈沖輸出信號A和B,以及零位信號Z;帶換相信號的增量式編碼器除具備ABZ輸出信號外,還具備互差120度的電子換相信號各自的每轉(zhuǎn)周期數(shù)與電機轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)一致。帶換相信號的增量式編碼器的UVW電子換相信號的相位與轉(zhuǎn)子磁極相位,或曰電角度相位之間的對齊方法如下:
1.用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電,U入,V出,將電機軸定向至一個平衡位置;
2.用示波器觀察編碼器的U相信號和Z信號; 依據(jù)操作的方便程度,調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置,或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置;
4.一邊調(diào)整,一邊觀察編碼器U相信號跳變沿,和Z信號,直到Z信號穩(wěn)定在高電平上(在此默認Z信號的常態(tài)為低電平),鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系;
.來回扭轉(zhuǎn)電機軸,松手后,若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時,Z信號都能穩(wěn)定在高電平上,則對齊有效。
撤掉直流電源后,驗證如下:
用示波器觀察編碼器的U相信號和電機的UV線反電勢波形;
2.轉(zhuǎn)動電機軸,編碼器的U相信號上升沿與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合,編碼器的Z信號也出現(xiàn)在這個過零點上。
上述驗證方法,也可以用作對齊方法。
需要注意的是,此時增量式編碼器的U相信號的相位零點即與電機UV線反電勢的相位零點對齊,由于電機的U相反電勢,與UV線反電勢之間相差30度,因而這樣對齊后,增量式編碼器的U相信號的相位零點與電機U相反電勢的-30度相位點對齊,而電機電角度相位與U相反電勢波形的相位一致,所以此時增量式編碼器的U相信號的相位零點與電機電角度相位的-30度點對齊。
有些伺服企業(yè)習(xí)慣于將編碼器的U相信號零點與電機電角度的零點直接對齊,為達到此目的,可以:
1.用3個阻值相等的電阻接成星型,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; -
2.以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點,就可以近似得到電機的U相反電勢波形;
.依據(jù)操作的方便程度,調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置,或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置;
4.一邊調(diào)整,一邊觀察編碼器的U相信號上升沿和電機U相反電勢波形由低到高的過零點,最終使上升沿和過零點重合,鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系,完成對齊。
( @1 V- O: a0 |, h 由于普通增量式編碼器不具備UVW相位信息,而Z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,因而不作為本討論的話題。
絕對式編碼器的相位對齊方式
絕對式編碼器的相位對齊對于單圈和多圈而言,差別不大,其實都是在一圈內(nèi)對齊編碼器的檢測相位與電機電角度的相位。早期的絕對式編碼器會以單獨的引腳給出單圈相位的最高位的電平,利用此電平的0和1的翻轉(zhuǎn),也可以實現(xiàn)編碼器和電機的相位對齊,方法如下:
用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電,U入,V出,將電機軸定向至一個平衡位置;
2.用示波器觀察絕對編碼器的最高計數(shù)位電平信號;
.依據(jù)操作的方便程度,調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置,或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置一邊調(diào)整,一邊觀察最高計數(shù)位信號的跳變沿,直到跳變沿準確出現(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;
5.來回扭轉(zhuǎn)電機軸,撒手后,若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時,跳變沿都能準確復(fù)現(xiàn),則對齊有效。
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