松下交流伺服接線和常見(jiàn)故障分析報(bào)告

1、、基本接線（上海太鑫電子科技有限公司提供）主電源輸入采用220V,從L1、L3接入（實(shí)際使用應(yīng)參照操作手冊(cè)）； 控制電源輸入r、t也可直接接220V 電機(jī)接線見(jiàn)操作手冊(cè)第 22、 23頁(yè),編碼器接線見(jiàn)操作手冊(cè)第 2426頁(yè),切勿接錯(cuò)。 二、試機(jī)步驟（上海太鑫電子科技有限公司提供）1J0G試機(jī)功能（上海太鑫電子科技有限公司提供） 僅按基本接線就可試機(jī)；在數(shù)碼顯示為初始狀態(tài) r 0 下，按 SET鍵，然后連續(xù)按 MODE鍵直至數(shù)碼顯 示為 AF AcL,然后按上、下鍵至 AF-JoG按 SET鍵，顯示 JoG -:按住八鍵直至顯示 rEAdy 按住 鍵直至顯示 SrV-on按住A鍵電機(jī)反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，

2、按V電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可由參數(shù)Pr57設(shè)定。按 SET鍵結(jié)束。2. 內(nèi)部速度控制方式（上海太鑫電子科技有限公司提供）COM （7腳）接+ 1224VDC,COM-41腳）接該直流電源地；SRV-0N（29腳）接COM- 參數(shù)No.53、No.05設(shè)置為1:（注此類參數(shù)修改后應(yīng)寫入 EEPRO并重新上電） 調(diào)節(jié)參數(shù) No.53, 即可使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。參數(shù)值即為轉(zhuǎn)速，正值反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，負(fù)值順時(shí)針旋 轉(zhuǎn)。3. 位置控制方式（上海太鑫電子科技有限公司提供）CO+ （7腳）接+ 1224VDC,COM-41腳）接該直流電源地；SRV-ON（29腳）接COM-PLUS1（3 腳）、 SIGN1（5 腳）接脈

3、沖源的電源正極（+ 5V）；PLUS2（4腳）接脈沖信號(hào)，SIGN（6腳）接方向信號(hào)；參數(shù)No.02設(shè)置為0, No42設(shè)置為3，No43設(shè)置為1；PLUS（4腳）送入脈沖信號(hào)，即可使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；改變 SIGN2即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。另外，調(diào)整參數(shù) No.46、No.4B（A4對(duì)應(yīng)48, 4B； A5對(duì)應(yīng)009，010）,可改變電機(jī)每轉(zhuǎn) 所需的脈沖數(shù)（即電子齒輪）。常見(jiàn)問(wèn)題解決方法 : （上海太鑫電子科技有限公司提供）1. 松下數(shù)字式交流伺服系統(tǒng) MHMA 2KW式機(jī)時(shí)一上電，電機(jī)就振動(dòng)并有很大的噪聲， 然后驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn) 16號(hào)報(bào)警，該怎么解決？ 這種現(xiàn)象一般是由于驅(qū)動(dòng)器的增益設(shè)置過(guò)高，產(chǎn)生了自激震蕩

4、。請(qǐng)調(diào)整參數(shù)No.10、No.11、No.12 （A5系列對(duì)應(yīng)100，101，102）適當(dāng)降低系統(tǒng)增益。（請(qǐng)參考使用說(shuō) 明書中關(guān)于增益調(diào)整的內(nèi)容）（上海太鑫電子科技有限公司提供）2. 松下交流伺服驅(qū)動(dòng)器上電就出現(xiàn) 22號(hào)報(bào)警，為什么？（上海太鑫電子科技有限公司 提供）22 號(hào)報(bào)警是編碼器故障報(bào)警，產(chǎn)生的原因一般有: 編碼器接線有問(wèn)題:斷線、短路、接錯(cuò)等等，請(qǐng)仔細(xì)查對(duì)； 電機(jī)上的編碼器有問(wèn)題:錯(cuò)位、損壞等，請(qǐng)送修。3. 松下伺服電機(jī)在很低的速度運(yùn)行時(shí)，時(shí)快時(shí)慢，象爬行一樣，怎么辦？（上海太鑫 電子科技有限公司提供） 伺服電機(jī)出現(xiàn)低速爬行現(xiàn)象一般是由于系統(tǒng)增益太低引起的，請(qǐng)調(diào)整參數(shù) No.10、N

5、o.11、No.12 （A5系列對(duì)應(yīng)100，101，102），適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)增益，或運(yùn)行驅(qū)動(dòng)器自實(shí)用文檔 動(dòng)增益調(diào)整功能。（請(qǐng)參考使用說(shuō)明書中關(guān)于增益調(diào)整的內(nèi)容）4. 松下交流伺服系統(tǒng)在位置控制方式下，控制系統(tǒng)輸出的是脈沖和方向信號(hào)，但不管 是正轉(zhuǎn)指令還是反轉(zhuǎn)指令，電機(jī)只朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)，為什么？（上海太鑫電子科技有限 公司提供）松下交流伺服系統(tǒng)在位置控制方式下， 可以接收三種控制信號(hào)： 脈沖/ 方向、 正/反脈沖、A/B正交脈沖。驅(qū)動(dòng)器的出廠設(shè)置為 A/B正交脈沖（No42為0, A5對(duì)應(yīng) 007）,請(qǐng)將No42改為3 （脈沖/方向信號(hào)）。二、5.松下交流伺服系統(tǒng)的使用能否用伺服-ON作為控制電機(jī)

6、脫機(jī)的信號(hào)，以便直接轉(zhuǎn)動(dòng) 電機(jī)軸？盡管在SRV-ON言號(hào)斷開(kāi)時(shí)電機(jī)能夠脫機(jī)（處于自由狀態(tài)），但不要用它來(lái)啟 動(dòng)或停止電機(jī),頻繁使用它開(kāi)關(guān)電機(jī)可能會(huì)損壞驅(qū)動(dòng)器。如果需要實(shí)現(xiàn)脫機(jī)功能時(shí), 可以采用控制方式的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)：假設(shè)伺服系統(tǒng)需要位置控制，可以將控制方式選擇 參數(shù)No02（A5對(duì)應(yīng)001）設(shè)置為4,即第一方式為位置控制，第二方式為轉(zhuǎn)矩控制。 然后用C-MOD來(lái)切換控制方式：在進(jìn)行位置控制時(shí)，使信號(hào) C-MOD打開(kāi)，使驅(qū)動(dòng)器 工作在第一方式（即位置控制）下；在需要脫機(jī)時(shí)，使信號(hào)C-MOD閉合，使驅(qū)動(dòng)器工作在第二方式（即轉(zhuǎn)矩控制）下，由于轉(zhuǎn)矩指令輸入TRC未接線，因此電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為零，從而實(shí)現(xiàn)脫機(jī)

7、。6. 在我們開(kāi)發(fā)的數(shù)控銑床中使用的松下交流伺服工作在模擬控制方式下，位置信號(hào)由 驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸出反饋到計(jì)算機(jī)處理，在裝機(jī)后調(diào)試時(shí)，發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，電機(jī)就飛車， 什么原因？這種現(xiàn)象是由于驅(qū)動(dòng)器脈沖輸出反饋到計(jì)算機(jī)的 A/B正交信號(hào)相序錯(cuò)誤、形成正反饋 而造成，可以采用以下方法處理：A. 修改采樣程序或算法；B. 將驅(qū)動(dòng)器脈沖輸出信號(hào)的 A+和 A-（或者B+和B-）對(duì)調(diào)，以改變相序；C. 修改驅(qū)動(dòng)器參數(shù)NO45-012，改變其脈沖輸出信號(hào)的相序。7. 在我們研制的一臺(tái)檢測(cè)設(shè)備中，發(fā)現(xiàn)松下交流伺服系統(tǒng)對(duì)我們的檢測(cè)裝置有一些干 擾，一般應(yīng)采取什么方法來(lái)消除？ 由于交流伺服驅(qū)動(dòng)器采用了逆變器原理，所以

8、它在控制、檢測(cè)系統(tǒng)中是一個(gè)較為突出 的干擾源，為了減弱或消除伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)其它電子設(shè)備的干擾，一般可以采用以下辦 法：A. 驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的接地端應(yīng)可靠地接地；B. 驅(qū)動(dòng)器的電源輸入端加隔離變壓器和濾波器；C. 所有控制信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)線使用屏蔽線。 干擾問(wèn)題在電子技術(shù)中是一個(gè)很棘手的難題， 沒(méi)有固定的方法可以完全有效地排除它， 通常憑經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)來(lái)尋找抗干擾的措施。8. 伺服電機(jī)為什么不會(huì)丟步？ 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收電機(jī)編碼器的反饋信號(hào)，并和指令脈沖進(jìn)行比較，從而構(gòu)成了一 個(gè)位置的半閉環(huán)控制。所以伺服電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，每一個(gè)指令脈沖都可以得到 可靠響應(yīng)。9. 如何考慮松下伺服的供電電源問(wèn)題？、目前

9、，幾乎所有日本產(chǎn)交流伺服電機(jī)都是三相200V供電，國(guó)內(nèi)電源標(biāo)準(zhǔn)不同，所以必須按以下方法解決：A.對(duì)于750W以下的交流伺服，一般情況下可直接將單相220V接入驅(qū)動(dòng)器的L1，L3端 子；B.對(duì)于其它型號(hào)電機(jī)，建議使用三相變壓器將三相 380V變?yōu)槿?00V,接入驅(qū)動(dòng)器 的 L1 ， L2， L3。10. 對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行機(jī)械安裝時(shí)， 應(yīng)特別注意什么？ （上海太鑫電子科技有限公司提供） 由于每臺(tái)伺服電機(jī)后端部都安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，它是一個(gè)十分易碎的精密光學(xué)器件， 過(guò)大的沖擊力肯定會(huì)使其損壞。Servo system 包括 Servo motor 和 Servo driver說(shuō)到運(yùn)動(dòng)控制，首先要提到的

10、就是伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)是現(xiàn)在無(wú)疑是在運(yùn)動(dòng)控制方面應(yīng)用最好的， 因?yàn)槠湓谶\(yùn)動(dòng)控制方面高速度， 高精度和易于控制等特點(diǎn)使得伺服電機(jī)在運(yùn)動(dòng)控制方面得到完美的 應(yīng)用。伺服電機(jī)之前，設(shè)備生產(chǎn)廠家都是基本都是采用的步進(jìn)電機(jī)作運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行單元，但伺服 電機(jī)的出現(xiàn)， 尤其是交流全數(shù)字伺服電機(jī)的出現(xiàn)， 克服了步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)動(dòng)控制的低頻共振， 轉(zhuǎn)速慢， 高速時(shí)扭矩下降等缺點(diǎn)。目前在國(guó)內(nèi)使用的伺服系統(tǒng)可分為三類：日系、歐美、國(guó)產(chǎn)。隨著伺服系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的普遍應(yīng)用，伺服電機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)門檻已經(jīng)不是很高，國(guó)內(nèi)的一 些生產(chǎn)常見(jiàn)也已經(jīng)跨越了這個(gè)技術(shù)瓶頸， 伺服電機(jī)有了很多國(guó)產(chǎn)品牌，國(guó)產(chǎn)伺服因?yàn)槠鋬?yōu)秀的性價(jià) 比占據(jù)了一

11、些底端市場(chǎng)，但是在驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)方面和國(guó)外的伺服系統(tǒng)相比較而言還是有一些差 距。日系的伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器是一一對(duì)應(yīng)的，而歐美的則是一種型號(hào)的伺服電機(jī)可以用不同的 驅(qū)動(dòng)器甚至是不同品牌的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；還有日系的伺服驅(qū)動(dòng)器基本上都是不帶總線控制的，而歐系 的大多都是帶總線控制的，但是歐美系的品牌也意識(shí)到這種帶總線的在中國(guó)來(lái)說(shuō)并不適應(yīng)市場(chǎng)，并 且又增加的成本， 所以現(xiàn)在針對(duì)日系的市場(chǎng)也在做一些簡(jiǎn)化的只有本地控制的伺服驅(qū)動(dòng)器， 相應(yīng)的， 日系的伺服為了爭(zhēng)奪歐美伺服的市場(chǎng)， 也在推出的伺服驅(qū)動(dòng)種類里面推出一些總線控制模式的驅(qū)動(dòng) 器。上面說(shuō)到日系伺服，要說(shuō)目前應(yīng)用最為廣泛的就算是松下了。松下伺服因?yàn)槠鋬?yōu)越

12、的性價(jià)比和高速 響應(yīng)在國(guó)內(nèi)中低端設(shè)備生產(chǎn)廠商有廣泛的應(yīng)用，松下最早推出的是 A 系列伺服電機(jī)，目前 A 系列 基本不生產(chǎn)了，現(xiàn)在主推的是 A4 系列和 A5 全數(shù)字交流伺服電機(jī)，這兩者主要的區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)器 的功能和編碼器分辨率， A5 系列的驅(qū)動(dòng)器比 A4 系列更加小巧， 并且簡(jiǎn)化了脈沖控制方式， 電機(jī)基 本上沒(méi)有變化， 只是 A5 系列電機(jī)比 A4 系列的電機(jī)編碼器分辨率高很多。 但是 A4 系列有個(gè)比較要 命的缺點(diǎn)，那就是電機(jī)編碼器的抗震能力太差，松下伺服電機(jī)的編碼器是自己研發(fā)的，屬于光電編 碼器，電機(jī)是應(yīng)用在惡劣的環(huán)境中的， 所以目前市場(chǎng)也都反應(yīng)因?yàn)槠渚幋a器經(jīng)常懷引起的不利聲音。 用過(guò)松

13、下伺服比較多的行業(yè)是印刷包裝行業(yè)和切割焊接行業(yè)。 安川伺服因?yàn)槠鋬?yōu)越的穩(wěn)定性和相對(duì) 歐美伺服的高性價(jià)比而占據(jù)了國(guó)內(nèi)伺服應(yīng)用的不小市場(chǎng)，但因?yàn)榘泊ㄋ欧谛」β剩?2KW 以下） 方面的價(jià)格優(yōu)勢(shì)沒(méi)有松下明顯，所以還是屈居松下伺服，處于次席。安川伺服大功率的應(yīng)用比較多 的是的數(shù)控機(jī)床行業(yè)。歐美伺服在設(shè)計(jì)的時(shí)候就是按照歐洲人習(xí)慣的總線控制開(kāi)發(fā)的， 所以像施耐德等伺服最初的都是帶 總線控制，這種伺服系統(tǒng)的價(jià)格是想到高，而在中國(guó)的應(yīng)用和歐美又有不同，總線控制方式雖然是 工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向，但是在剛開(kāi)始的時(shí)候，中國(guó)真正應(yīng)用總線控制的設(shè)備生產(chǎn)廠商很少，總線 控制在中國(guó)就成為了雞肋。但是歐美伺服因?yàn)榫哂袣W美產(chǎn)

14、品性能優(yōu)越的特點(diǎn)，在中國(guó)的高端市場(chǎng)也 有很多的應(yīng)用， 這些設(shè)備生產(chǎn)廠商的設(shè)備都是出口到歐美，甚至?xí)行┦强蛻糁付ㄊ褂媚硞€(gè)品牌的 伺服。國(guó)產(chǎn)品牌伺服應(yīng)用比較多的是華中伺服、廣州數(shù)控、南京埃斯頓、和利時(shí)電機(jī)；臺(tái)灣的臺(tái)達(dá)伺服和 東元伺服，臺(tái)系品牌的伺服在價(jià)格方面是出于大陸產(chǎn)和日系之間的，在國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)基本被歐 美和日系占據(jù)的今天， 國(guó)產(chǎn)伺服能在自動(dòng)化控制領(lǐng)域掙得一份市場(chǎng)實(shí)屬不易。尤其是在歐美和日系 的全面占據(jù)市場(chǎng)的局面下，國(guó)產(chǎn)伺服開(kāi)始就是走低價(jià)和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的路線，也贏得了一些市場(chǎng)。低價(jià) 并不是說(shuō)品質(zhì)就得不到保證，在印刷包裝行業(yè)，國(guó)產(chǎn)伺服在不同的機(jī)型上都有成功的應(yīng)用，并且和 國(guó)外產(chǎn)品性能上無(wú)差別?？?/p>

15、喜的是，國(guó)產(chǎn)伺服的品牌這幾年如雨后春一樣出現(xiàn)了不少，并且相當(dāng)多 的國(guó)產(chǎn)伺服在設(shè)備上表現(xiàn)出的性能已經(jīng)和日系的不相上下。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)常見(jiàn)的品牌有：松下、安川、三菱、三洋、富士、倫茨、西門子、力士樂(lè)、施耐德、 AB (羅克韋爾)、ABB、科爾摩根(kollmorgen )、瑞諾軍品伺服、百格拉、DIAS、臺(tái)達(dá)、東元、華中、埃斯頓、和利時(shí)、信諾等在國(guó)內(nèi)應(yīng)用伺服系統(tǒng)比較多的是數(shù)控機(jī)床行業(yè)、印刷包裝行業(yè)、焊接切割行業(yè)。數(shù)控機(jī)床行業(yè)應(yīng)用伺服系統(tǒng)都是隨著整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)一起的，這些系統(tǒng)都是成型的，比如日本的發(fā)那 科( FANUC ) ，德國(guó)西門子( SIEMENS ) ，西班牙發(fā)格( FAGOR ) ，國(guó)內(nèi)的華中數(shù)

16、控，廣數(shù)等， 這些成型的數(shù)控系統(tǒng)都是應(yīng)用比較廣泛的，也得到了市場(chǎng)的認(rèn)可。印刷包裝行業(yè)是對(duì)設(shè)備的精度和速度的要求比較苛刻的行業(yè)，所以是最早應(yīng)用伺服電機(jī)的的行業(yè)， 目前國(guó)內(nèi)的大中型印刷包裝設(shè)備生產(chǎn)商都已經(jīng)采用伺服系統(tǒng)， 而有些小企業(yè)還在使用速度和精度都 相對(duì)較低的步進(jìn)系統(tǒng)。 伺服系統(tǒng)在印刷機(jī)械上的應(yīng)用， 使得原來(lái)有主軸帶動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化， 當(dāng)設(shè)備遇到問(wèn)題的時(shí)候，因?yàn)槊總€(gè)伺服電機(jī)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，速度，扭力和位置都可調(diào)節(jié)，大大減少了維 護(hù)時(shí)間。并且其高速和高精度也提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。包裝設(shè)備上主要應(yīng)用伺服電機(jī)的高 精度和高速度，提高包裝設(shè)備的效率。增量式編碼器的相位對(duì)齊方式在此討論中，增量式編

17、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： 標(biāo)準(zhǔn)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

18、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

19、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

20、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

21、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)；實(shí)用文檔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

22、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)

23、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

24、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)

25、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。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文檔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 ，cos 1Vp-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

26、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

27、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)

28、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

29、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。實(shí)用文檔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?C、 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.

30、 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

31、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

32、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)齊方式實(shí)用文檔 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

33、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 C

34、OS 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sin 3t轉(zhuǎn)定子之間的角度為9,則SIN信號(hào)為sin 3t xsin,9貝U COS信號(hào)為sin wt Xcos9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

35、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)

36、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。實(shí)用文檔 需要指出的是，在上述操作中需有效區(qū)分旋變的

37、 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B的sin B值對(duì)激勵(lì)信號(hào)的調(diào)制結(jié)果，因而與 sin B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sin曲勺負(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sin B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