專用伺服電機(jī)編碼器零點(diǎn)調(diào)整只有生產(chǎn)廠家有自己的技術(shù)，外人很難知道，這牽扯到核心技術(shù)，就算有些人能調(diào)，但是肯定不準(zhǔn)。而且需要專門的儀器配合調(diào)整。徒手調(diào)整是裝不好一個(gè)絕對(duì)編碼器的。

現(xiàn)在通過(guò)以下內(nèi)容大家了解下伺服編碼器的知識(shí)

增量式編碼器的相位對(duì)齊方式

在此討論中，增量式編碼器的輸出信號(hào)為方波信號(hào)，又可以分為帶換相信號(hào)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(hào)A和B，以及零位信號(hào)Z;帶換相信號(hào)的增量式編碼器除具備ABZ輸出信號(hào)外，還具備互差120度的電子換相信號(hào)UVW，UVW各自的每轉(zhuǎn)周期數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)一致。帶換相信號(hào)的增量式編碼器的UVW電子換相信號(hào)的相位與轉(zhuǎn)子磁極相位，或曰電角度相位之間的對(duì)齊方法如下:

1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

2.用示波器觀察編碼器的U相信號(hào)和Z信號(hào);

3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置;

4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器U相信號(hào)跳變沿，和Z信號(hào)，直到Z信號(hào)穩(wěn)定在高電平上(在此默認(rèn)Z信號(hào)的常態(tài)為低電平)，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系;

5.來(lái)回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，Z信號(hào)都能穩(wěn)定在高電平上，則對(duì)齊有效。

撤掉直流電源后，驗(yàn)證如下:

1.用示波器觀察編碼器的U相信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形;

2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，編碼器的U相信號(hào)上升沿與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)重合，編碼器的Z信號(hào)也出現(xiàn)在這個(gè)過(guò)零點(diǎn)上。

上述驗(yàn)證方法，也可以用作對(duì)齊方法。

需要注意的是，此時(shí)增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)即與電機(jī)UV線反電勢(shì)的相位零點(diǎn)對(duì)齊，由于電機(jī)的U相反電勢(shì)，與UV線反電勢(shì)之間相差30度，因而這樣對(duì)齊后，增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)與電機(jī)U相反電勢(shì)的-30度相位點(diǎn)對(duì)齊，而電機(jī)電角度相位與U相反電勢(shì)波形的相位一致，所以此時(shí)增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)與電機(jī)電角度相位的-30度點(diǎn)對(duì)齊。

有些伺服企業(yè)習(xí)慣于將編碼器的U相信號(hào)零點(diǎn)與電機(jī)電角度的零點(diǎn)直接對(duì)齊，為達(dá)到此目的，可以:

1.用3個(gè)阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個(gè)電阻分別接入電機(jī)的UVW三相繞組引線;

2.以示波器觀察電機(jī)U相輸入與星型電阻的中點(diǎn)，就可以近似得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形;

3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者編碼器外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置;

4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的U相信號(hào)上升沿和電機(jī)U相反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)，最終使上升沿和過(guò)零點(diǎn)重合，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系，完成對(duì)齊。

由于普通增量式編碼器不具備UVW相位信息，而Z信號(hào)也只能反映一圈內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)位，不具備直接的相位對(duì)齊潛力，因而不作為本討論的話題。

絕對(duì)式編碼器的相位對(duì)齊方式

絕對(duì)式編碼器的相位對(duì)齊對(duì)于單圈和多圈而言，差別不大，其實(shí)都是在一圈內(nèi)對(duì)齊編碼器的檢測(cè)相位與電機(jī)電角度的相位。早期的絕對(duì)式編碼器會(huì)以單獨(dú)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(shí)現(xiàn)編碼器和電機(jī)的相位對(duì)齊，方法如下:

1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

2.用示波器觀察絕對(duì)編碼器的最高計(jì)數(shù)位電平信號(hào);

3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置;

4.一邊調(diào)整，一邊觀察最高計(jì)數(shù)位信號(hào)的跳變沿，直到跳變沿準(zhǔn)確出現(xiàn)在電機(jī)軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系;

5.來(lái)回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，跳變沿都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。

這類絕對(duì)式編碼器目前已經(jīng)被采用EnDAT，BiSS，Hyperface等串行協(xié)議，以及日系專用串行協(xié)議的新型絕對(duì)式編碼器廣泛取代，因而最高位信號(hào)就不符存在了，此時(shí)對(duì)齊編碼器和電機(jī)相位的方法也有所變化，其中一種非常實(shí)用的方法是利用編碼器內(nèi)部的EEPROM，存儲(chǔ)編碼器隨機(jī)安裝在電機(jī)軸上后實(shí)測(cè)的相位，具體方法如下:

1.將編碼器隨機(jī)安裝在電機(jī)上，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸，以及編碼器外殼與電機(jī)外殼;

2.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

3.用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取絕對(duì)編碼器的單圈位置值，并存入編碼器內(nèi)部記錄電機(jī)電角度初始相位的EEPROM中;

4.對(duì)齊過(guò)程結(jié)束。

由于此時(shí)電機(jī)軸已定向于電角度相位的-30度方向，因此存入的編碼器內(nèi)部EEPROM中的位置檢測(cè)值就對(duì)應(yīng)電機(jī)電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動(dòng)器將任意時(shí)刻的單圈位置檢測(cè)數(shù)據(jù)與這個(gè)存儲(chǔ)值做差，并根據(jù)電機(jī)極對(duì)數(shù)進(jìn)行必要的換算，再加上-30度，就可以得到該時(shí)刻的電機(jī)電角度相位。

這種對(duì)齊方式需要編碼器和伺服驅(qū)動(dòng)器的支持和配合方能實(shí)現(xiàn)，日系伺服的編碼器相位之所以不便于最終用戶直接調(diào)整的根本原因就在于不肯向用戶提供這種對(duì)齊方式的功能界面和操作方法。這種對(duì)齊方法的一大好處是，只需向電機(jī)繞組提供確定相序和方向的轉(zhuǎn)子定向電流，無(wú)需調(diào)整編碼器和電機(jī)軸之間的角度關(guān)系，因而編碼器可以以任意初始角度直接安裝在電機(jī)上，且無(wú)需精細(xì)，甚至簡(jiǎn)單的調(diào)整過(guò)程，操作簡(jiǎn)單，工藝性好。

如果絕對(duì)式編碼器既沒(méi)有可供使用的EEPROM，又沒(méi)有可供檢測(cè)的最高計(jì)數(shù)位引腳，則對(duì)齊方法會(huì)相對(duì)復(fù)雜。如果驅(qū)動(dòng)器支持單圈絕對(duì)位置信息的讀出和顯示，則可以考慮:

1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

2.利用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取并顯示絕對(duì)編碼器的單圈位置值;

3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置;

4.經(jīng)過(guò)上述調(diào)整，使顯示的單圈絕對(duì)位置值充分接近根據(jù)電機(jī)的極對(duì)數(shù)折算出來(lái)的電機(jī)-30度電角度所應(yīng)對(duì)應(yīng)的單圈絕對(duì)位置點(diǎn)，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系;

5.來(lái)回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，上述折算位置點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。

如果用戶連絕對(duì)值信息都無(wú)法獲得，那么就只能借助原廠的專用工裝，一邊檢測(cè)絕對(duì)位置檢測(cè)值，一邊檢測(cè)電機(jī)電角度相位，利用工裝，調(diào)整編碼器和電機(jī)的相對(duì)角位置關(guān)系，將編碼器相位與電機(jī)電角度相位相互對(duì)齊，然后再鎖定。這樣一來(lái)，用戶就更加無(wú)從自行解決編碼器的相位對(duì)齊問(wèn)題了。

個(gè)人推薦采用在EEPROM中存儲(chǔ)初始安裝位置的方法，簡(jiǎn)單，實(shí)用，適應(yīng)性好，便于向用戶開(kāi)放，以便用戶自行安裝編碼器，并完成電機(jī)電角度的相位整定。

正余弦編碼器的相位對(duì)齊方式

普通的正余弦編碼器具備一對(duì)正交的sin，cos1Vp-p信號(hào)，相當(dāng)于方波信號(hào)的增量式編碼器的AB正交信號(hào)，每圈會(huì)重復(fù)許許多多個(gè)信號(hào)周期，比如2048等;以及一個(gè)窄幅的對(duì)稱三角波Index信號(hào)，相當(dāng)于增量式編碼器的Z信號(hào)，一圈一般出現(xiàn)一個(gè);這種正余弦編碼器實(shí)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(hào)外，還具備一對(duì)一圈只出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信號(hào)，如果以C信號(hào)為sin，則D信號(hào)為cos，通過(guò)sin、cos信號(hào)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(hào)周期更為細(xì)密的名義檢測(cè)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(wàn)線的名義檢測(cè)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(guó)內(nèi)廠家尚不多見(jiàn);此外帶C、D信號(hào)的正余弦編碼器的C、D信號(hào)經(jīng)過(guò)細(xì)分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對(duì)位置信息，比如每轉(zhuǎn)2048個(gè)絕對(duì)位置，因此帶C、D信號(hào)的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈絕對(duì)編碼器。

采用這種編碼器的伺服電機(jī)的初始電角度相位對(duì)齊方式如下:

1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

2.用示波器觀察正余弦編碼器的C信號(hào)波形;

3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置;

4.一邊調(diào)整，一邊觀察C信號(hào)波形，直到由低到高的過(guò)零點(diǎn)準(zhǔn)確出現(xiàn)在電機(jī)軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系;

5.來(lái)回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，過(guò)零點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。

撤掉直流電源后，驗(yàn)證如下:

1.用示波器觀察編碼器的C相信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形;

2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，編碼器的C相信號(hào)由低到高的過(guò)零點(diǎn)與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)重合。

這種驗(yàn)證方法，也可以用作對(duì)齊方法。

此時(shí)C信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)與電機(jī)電角度相位的-30度點(diǎn)對(duì)齊。

如果想直接和電機(jī)電角度的0度點(diǎn)對(duì)齊，可以考慮:

1.用3個(gè)阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個(gè)電阻分別接入電機(jī)的UVW三相繞組引線;

2.以示波器觀察電機(jī)U相輸入與星型電阻的中點(diǎn)，就可以近似得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形;

3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置;

4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的C相信號(hào)由低到高的過(guò)零點(diǎn)和電機(jī)U相反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)，最終使2個(gè)過(guò)零點(diǎn)重合，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系，完成對(duì)齊。

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(hào)也只能反映一圈內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)位，不具備直接的相位對(duì)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(dòng)器能夠?yàn)橛脩籼峁腃、D中獲取的單圈絕對(duì)位置信息，則可以考慮:

1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

2.利用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取并顯示從C、D信號(hào)中獲取的單圈絕對(duì)位置信息;

3.調(diào)整旋變軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置;

4.經(jīng)過(guò)上述調(diào)整，使顯示的絕對(duì)位置值充分接近根據(jù)電機(jī)的極對(duì)數(shù)折算出來(lái)的電機(jī)-30度電角度所應(yīng)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)位置點(diǎn)，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系;

5.來(lái)回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，上述折算絕對(duì)位置點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)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(duì)齊驗(yàn)證效果:

1.用示波器觀察正余弦編碼器的C相信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形;

2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，驗(yàn)證編碼器的C相信號(hào)由低到高的過(guò)零點(diǎn)與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)重合。

如果利用驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器，也可以存儲(chǔ)正余弦編碼器隨機(jī)安裝在電機(jī)軸上后實(shí)測(cè)的相位，具體方法如下:

1.將正余弦隨機(jī)安裝在電機(jī)上，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸，以及編碼器外殼與電機(jī)外殼;

2.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

3.用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取由C、D信號(hào)解析出來(lái)的單圈絕對(duì)位置值，并存入驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部記錄電機(jī)電角度初始安裝相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中;

4.對(duì)齊過(guò)程結(jié)束。

由于此時(shí)電機(jī)軸已定向于電角度相位的-30度方向，因此存入的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中的位置檢測(cè)值就對(duì)應(yīng)電機(jī)電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動(dòng)器將任意時(shí)刻由編碼器解析出來(lái)的與電角度相關(guān)的單圈絕對(duì)位置值與這個(gè)存儲(chǔ)值做差，并根據(jù)電機(jī)極對(duì)數(shù)進(jìn)行必要的換算，再加上-30度，就可以得到該時(shí)刻的電機(jī)電角度相位。

這種對(duì)齊方式需要伺服驅(qū)動(dòng)器的在國(guó)內(nèi)和操作上予以支持和配合方能實(shí)現(xiàn)，而且由于記錄電機(jī)電角度初始相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器位于伺服驅(qū)動(dòng)器中，因此一旦對(duì)齊后，電機(jī)就和驅(qū)動(dòng)器事實(shí)上綁定了，如果需要更換電機(jī)、正余弦編碼器、或者驅(qū)動(dòng)器，都需要重新進(jìn)行初始安裝相位的對(duì)齊操作，并重新綁定電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的配套關(guān)系。

旋轉(zhuǎn)變壓器的相位對(duì)齊方式

旋轉(zhuǎn)變壓器簡(jiǎn)稱旋變，是由經(jīng)過(guò)特殊電磁設(shè)計(jì)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(duì)極(單速)的旋變可以視作一種單圈絕對(duì)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?duì)象，多速旋變與伺服電機(jī)配套，個(gè)人認(rèn)為其極對(duì)數(shù)最好采用電機(jī)極對(duì)數(shù)的約數(shù)，一便于電機(jī)度的對(duì)應(yīng)和極對(duì)數(shù)分解。

旋變的信號(hào)引線一般為6根，分為3組，分別對(duì)應(yīng)一個(gè)激勵(lì)線圈，和2個(gè)正交的感應(yīng)線圈，激勵(lì)線圈接受輸入的正弦型激勵(lì)信號(hào)，感應(yīng)線圈依據(jù)旋變轉(zhuǎn)定子的相互角位置關(guān)系，感應(yīng)出來(lái)具有SIN和COS包絡(luò)的檢測(cè)信號(hào)。旋變SIN和COS輸出信號(hào)是根據(jù)轉(zhuǎn)定子之間的角度對(duì)激勵(lì)正弦信號(hào)的調(diào)制結(jié)果，如果激勵(lì)信號(hào)是sinωt，轉(zhuǎn)定子之間的角度為θ，則SIN信號(hào)為sinωt×sinθ，則COS信號(hào)為sinωt×cosθ，根據(jù)SIN，COS信號(hào)和原始的激勵(lì)信號(hào)，通過(guò)必要的檢測(cè)電路，就可以獲得較高分辨率的位置檢測(cè)結(jié)果，目前商用旋變系統(tǒng)的檢測(cè)分辨率可以達(dá)到每圈2的12次方，即4096，而科學(xué)研究和航空航天系統(tǒng)甚至可以達(dá)到2的20次方以上，不過(guò)體積和成本也都非?？捎^。

商用旋變與伺服電機(jī)電角度相位的對(duì)齊方法如下:

1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出;

2.然后用示波器觀察旋變的SIN線圈的信號(hào)引線輸出;

3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整電機(jī)軸上的旋變轉(zhuǎn)子與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者旋變定子與電機(jī)外殼的相對(duì)位置;

4.一邊調(diào)整，一邊觀察旋變SIN信號(hào)的包絡(luò)，一直調(diào)整到信號(hào)包絡(luò)的幅值完全歸零，鎖定旋變;

5.來(lái)回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，信號(hào)包絡(luò)的幅值過(guò)零點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。

撤掉直流電源，進(jìn)行對(duì)齊驗(yàn)證:

1.用示波器觀察旋變的SIN信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形;

2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，驗(yàn)證旋變的SIN信號(hào)包絡(luò)過(guò)零點(diǎn)與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)重合。

這個(gè)驗(yàn)證方法，也可以用作對(duì)齊方法。

此時(shí)SIN信號(hào)包絡(luò)的過(guò)零點(diǎn)與電機(jī)電角度相位的-30度點(diǎn)對(duì)齊。

如果想直接和電機(jī)電角度的0度點(diǎn)對(duì)齊，可以考慮:

1.用3個(gè)阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個(gè)電阻分別接入電機(jī)的UVW三相繞組引線;

2.以示波器觀察電機(jī)U相輸入與星型電阻的中點(diǎn)，就可以近似得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形;

3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者編碼器外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置;

4.一邊調(diào)整，一邊觀察旋變的SIN信號(hào)包絡(luò)的過(guò)零點(diǎn)和電機(jī)U相反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)，最終使這2個(gè)過(guò)零點(diǎn)重合，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系，完成對(duì)齊。

需要指出的是，在上述操作中需有效區(qū)分旋變的SIN包絡(luò)信號(hào)中的正半周和負(fù)半周。由于SIN信號(hào)是以轉(zhuǎn)定子之間的角度為θ的sinθ值對(duì)激勵(lì)信號(hào)的調(diào)制結(jié)果，因而與sinθ的正半周對(duì)應(yīng)的SIN信號(hào)包絡(luò)中，被調(diào)制的激勵(lì)信號(hào)與原始激勵(lì)信號(hào)同相，而與sinθ的負(fù)半周對(duì)應(yīng)的SIN信號(hào)包絡(luò)中，被調(diào)制的激勵(lì)信號(hào)與原始激勵(lì)信號(hào)反相，據(jù)此可以區(qū)別判斷旋變輸出的SIN包絡(luò)信號(hào)波形中的正半周和負(fù)半周，對(duì)齊時(shí)，需要取sinθ由負(fù)半周向正半周過(guò)渡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的SIN包絡(luò)信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，如果取反了，或者未加準(zhǔn)確判斷的話，對(duì)齊后的電角度有可能錯(cuò)位180度，從而有可能造成速度外環(huán)進(jìn)入正反饋。

如果可接入旋變的伺服驅(qū)動(dòng)器能夠?yàn)橛脩籼峁男冃盘?hào)中獲取的與電機(jī)電角度相關(guān)的絕對(duì)位置信息，則可以考慮:

1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

2.利用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取并顯示從旋變信號(hào)中獲取的與電機(jī)電角度相關(guān)的絕對(duì)位置信息;

3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整旋變軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者旋變外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置;

4.經(jīng)過(guò)上述調(diào)整，使顯示的絕對(duì)位置值充分接近根據(jù)電機(jī)的極對(duì)數(shù)折算出來(lái)的電機(jī)-30度電角度所應(yīng)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)位置點(diǎn)，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系;

5.來(lái)回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，上述折算絕對(duì)位置點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)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(duì)齊驗(yàn)證效果:

1.用示波器觀察旋變的SIN信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形;

2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，驗(yàn)證旋變的SIN信號(hào)包絡(luò)過(guò)零點(diǎn)與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過(guò)零點(diǎn)重合。

如果利用驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器，也可以存儲(chǔ)旋變隨機(jī)安裝在電機(jī)軸上后實(shí)測(cè)的相位，具體方法如下:

1.將旋變隨機(jī)安裝在電機(jī)上，即固結(jié)旋變轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸，以及旋變外殼與電機(jī)外殼;

2.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;

3.用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取由旋變解析出來(lái)的與電角度相關(guān)的絕對(duì)位置值，并存入驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部記錄電機(jī)電角度初始安裝相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中;

4.對(duì)齊過(guò)程結(jié)束。

由于此時(shí)電機(jī)軸已定向于電角度相位的-30度方向，因此存入的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中的位置檢測(cè)值就對(duì)應(yīng)電機(jī)電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動(dòng)器將任意時(shí)刻由旋變解析出來(lái)的與電角度相關(guān)的絕對(duì)位置值與這個(gè)存儲(chǔ)值做差，并根據(jù)電機(jī)極對(duì)數(shù)進(jìn)行必要的換算，再加上-30度，就可以得到該時(shí)刻的電機(jī)電角度相位。

這種對(duì)齊方式需要伺服驅(qū)動(dòng)器的在國(guó)內(nèi)和操作上予以支持和配合方能實(shí)現(xiàn)，而且由于記錄電機(jī)電角度初始相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器位于伺服驅(qū)動(dòng)器中，因此一旦對(duì)齊后，電機(jī)就和驅(qū)動(dòng)器事實(shí)上綁定了，如果需要更換電機(jī)、旋變、或者驅(qū)動(dòng)器，都需要重新進(jìn)行初始安裝相位的對(duì)齊操作，并重新綁定電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的配套關(guān)系。

注意

1.以上討論中，所謂對(duì)齊到電機(jī)電角度的-30度相位的提法，是以UV反電勢(shì)波形滯后于U相30度的前提為條件。

2.以上討論中，都以UV相通電，并參考UV線反電勢(shì)波形為例，有些伺服系統(tǒng)的對(duì)齊方式可能會(huì)采用UW相通電并參考UW線反電勢(shì)波形。

3.如果想直接對(duì)齊到電機(jī)電角度0度相位點(diǎn)，也可以將U相接入低壓直流源的正極，將V相和W相并聯(lián)后接入直流源的負(fù)端，此時(shí)電機(jī)軸的定向角相對(duì)于UV相串聯(lián)通電的方式會(huì)偏移30度，以文中給出的相應(yīng)對(duì)齊方法對(duì)齊后，原則上將對(duì)齊于電機(jī)電角度的0度相位，而不再有-30度的偏移量。這樣做看似有好處，但是考慮電機(jī)繞組的參數(shù)不一致性，V相和W相并聯(lián)后，分別流經(jīng)V相和W相繞組的電流很可能并不一致，從而會(huì)影響電機(jī)軸定向角度的準(zhǔn)確性。而在UV相通電時(shí)，U相和V相繞組為單純的串聯(lián)關(guān)系，因此流經(jīng)U相和V相繞組的電流必然是一致的，電機(jī)軸定向角度的準(zhǔn)確性不會(huì)受到繞組定向電流的影響。

4.不排除伺服廠商有意將初始相位錯(cuò)位對(duì)齊的可能性，尤其是在可以提供絕對(duì)位置數(shù)據(jù)的反饋系統(tǒng)中，初始相位的錯(cuò)位對(duì)齊將很容易被數(shù)據(jù)的偏置量補(bǔ)償回來(lái)，以此種方式也許可以起到某種保護(hù)自己產(chǎn)品線的作用。只是這樣一來(lái)，用戶就更加無(wú)從知道伺服電機(jī)反饋元件的初始相位到底該對(duì)齊到哪兒了。用戶自然也不愿意遇到這樣的供應(yīng)商。

補(bǔ)充下上面的說(shuō)法:

現(xiàn)在高版本的系統(tǒng)比如發(fā)格系統(tǒng)版本在6.02以上的，發(fā)格同步電機(jī)安裝編碼器后可以通過(guò)參數(shù)自動(dòng)調(diào)整。無(wú)需這么費(fèi)時(shí)。

伺服電機(jī)編碼器調(diào)零對(duì)位方法實(shí)例

一臺(tái)AB伺服電機(jī)(MPL-B640F-MJ24AA)，拆開(kāi)檢查剎車時(shí)由于客戶無(wú)經(jīng)驗(yàn)，連裝在電機(jī)尾部固定的編碼器也拆了下來(lái)(沒(méi)做標(biāo)記)，編碼器是sick的SRM50-HFA0-K01。裝上后剎車沒(méi)問(wèn)題，但出現(xiàn)飛車故障。伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)錯(cuò)E18OVERSPEED或者E24velocityerror。

應(yīng)急調(diào)零方法,簡(jiǎn)單而且實(shí)用.但必須把電機(jī)拆離設(shè)備并依靠設(shè)備來(lái)進(jìn)行調(diào)試.試好后再裝回設(shè)備再可.事實(shí)上經(jīng)過(guò)大量的調(diào)零試驗(yàn),每個(gè)伺服電機(jī)都有一個(gè)角度小于10度的零速靜止區(qū)域,和350度的高速反轉(zhuǎn)區(qū)域,如果你是偶而更換一只編碼器,這樣的做法確實(shí)是太麻煩了,這里有一個(gè)很簡(jiǎn)便的應(yīng)急方法也能很快搞定.

拆下?lián)p壞的編碼器，裝上新的編碼器,并與軸固定.而使可調(diào)底座懸空并可自由旋轉(zhuǎn),把電機(jī)重新連入電路,把機(jī)器速度調(diào)為零,通電正常后按啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后有幾種情況會(huì)發(fā)生。

1、是電機(jī)高速反轉(zhuǎn),這是由于編碼器與實(shí)際零位相差太大所致,不必驚慌,你可以把編碼器轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度直到電機(jī)能靜止下來(lái)為止.

2、是電機(jī)在零速指令下處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)你可以小心地先反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器,注意:一定要慢,直到電機(jī)開(kāi)始高速反轉(zhuǎn),記下該位置同時(shí)立即往回調(diào)至靜止區(qū)域.這里要求兩手同時(shí)操作,一手作旋轉(zhuǎn),另一手拿好記號(hào)筆,記住動(dòng)作一定要快,也不可慌亂失措,完全沒(méi)必要,這是正?，F(xiàn)象.然后按順時(shí)針繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直到又一次高速反轉(zhuǎn)的出現(xiàn),記下該位置并立即往回調(diào)至靜止區(qū),

通過(guò)上述調(diào)整,你會(huì)發(fā)現(xiàn)增量式伺服電機(jī)其實(shí)有一個(gè)較寬的可調(diào)區(qū)域,而這個(gè)區(qū)域里的中間位置就是伺服電機(jī)最大力矩輸出點(diǎn),如果一個(gè)電機(jī)力矩不足或正反方向運(yùn)行時(shí)有一個(gè)方向上力矩不足往往是因?yàn)榫幋a器的Z信號(hào)削弱或該位置偏離中心所致,即零位發(fā)生了偏離,一般重新調(diào)整該零位即可.

對(duì)于一個(gè)新的編碼器來(lái)說(shuō)這個(gè)靜止區(qū)域相對(duì)較小,如大幅增加則是編碼器內(nèi)部電路出了問(wèn)題,表現(xiàn)為力矩不足或發(fā)熱大幅增加.用電流表測(cè)量則空載電流明顯增加.

找到中心位置后并把這個(gè)位置擦干凈,只要把編碼器底座用502膠直接固定于電機(jī)側(cè)面對(duì)應(yīng)處即可.待502干了后再在上機(jī)涂上一層在硅橡膠即可投入正常運(yùn)行.實(shí)踐證明,正常情況下這樣處理后的伺服電機(jī)使用一年是沒(méi)有問(wèn)題的,

從上面的調(diào)整可以看出,由于編碼器的軸與電機(jī)軸心是可以隨便以任一角度連接的,所以編碼器零位與電機(jī)的機(jī)械位置只是相對(duì)位置而已,只有編碼器的軸與電機(jī)軸固定了,那么編碼器的實(shí)際零位位置也便固定下來(lái)了,如果活動(dòng)底座位置確定了,那么軸間的柱頭鏍釘?shù)奈恢靡脖愎潭?