伺服电机旋转编码器与三相UVW怎么调零,
伺服电机调试手册

新电机调试手册
1.
确定电机编码器航插及动力线航插定义,按照定义接线
图一:伺服端编码器定义
2. 电机零位及动力线UVW 相序确认
手动转逆时针转动电机(图二),要求UVW 及电机Z+
信号如图三所示
图二:逆时针转动电机图
图三:UVW 及电机Z+信号
3. 编码器U 、V 、W 相序确认
设置参数Pn002=60,手动转逆时针转动电机,读数应为2、6、4、5、1、3。
4. 编码器A 、B 相序确认
设置参数Pn002=9,手动转逆时针转动电机,读数减小,顺时针转动电机,读数增大。
5. 电机接线方式确认后即可上电测试电机,将测试转速调为100rpm 。
(如果手动转逆时针转动电机时,动力线UVW 信号及编码器UVW 信号及AB 相序信号都与要求相反,也可确认为OK )
6. 修改电机参数,是电机运转达到最佳性能。
电机参数更改。
西门子伺服电机维修之编码器调零对位

关于西门子伺服电机内置编码器的正确安装方法一、工作内容1、这项技术适用于对德国西门子伺服电机(型号为1FT603-1FT613,1FK604-1FK610)内置编码器损坏后的安装、调试,配置的增量型编码器为德国海德汉公司的ERN1387.001/020, 绝对值编码器为海德汉公司EQN1325.001。
2、使用工具公制内六方扳手一套,自制专用工具一个,十字改锥及一字改锥各一把,梅花改锥 6 件套。
3、可解决的问题对有故障的西门子伺服电机进行修理或更换损坏的伺服电机内置编码器,做到修旧利废,节约维修费用。
二、操作方法1、该操作方法和一般操作方法的区别在数控机床配置的西门子数控系统中,驱动电机分主轴电机和伺服电机两种。
当电机定子、转子、轴承有故障或其电机内置编码器损坏时,我们都需要对编码器拆卸进行修理或更换。
对主轴电机来说,更换或安装编码器只要用专用工具将其安装到相应位置就可以试车了,不需要调整电机轴或编码器的角度及位置。
但对伺服电机来说,则必须按照编码器的安装要求,严格执行安装步骤。
只要安装过程中出一点差错,就会出现编码器方面的报警而不能起动机床或出现飞车事故,导致电机报废或机械部件损坏。
因此正确安装非常重要。
2、该项技术的操作步骤2.1 拆卸损坏的编码器关掉机床电源,解掉伺服电机的电源电缆及反馈电缆,把电机从机床上拆下来放到工作台案上,用内六方扳手去掉电机端盖上的四条螺栓,打开端盖,先卸下编码器盖,拔下编码器上的插接电缆,用十字改锥卸下支持盘上的两条小螺丝,用内六方扳手卸出编码器中心孔内的螺栓,然后用自制专用工具把编码器从电机轴上顶出来。
这样第一步工作即告完成。
图1自制专用工具尺寸图2.2安装海德汉公司ERN1387.001/020或EQN1325.001编码器2.2.1先安装支持盘不同型号的电机,其支持盘的外形也不一样,如图2和图3,这由购买的备件提供。
用4条M2.5*6的小螺丝将支持盘安装到编码器的轴端。
编码器确定零位的七种方法

编码器确定零位的七种方法1、编码器轴转动找零,编码器在安装时,旋转转轴对应零位,一般增量值与单圈绝对值会用这种方法,而轴套型的编码器也用这种方法。
缺点,零点不太好找,精度较低。
2、与上面方法相当,只是编码器外壳旋转找零,这主要是对于一些紧凑型安装的同步法兰(也有叫伺服法兰)外壳所用,3、通电移动安装机械对零,通电将安装的机械移动到对应的编码器零位对应位置安装。
4、偏置计算,机械和编码器都不需要找零,根据编码器读数与实际位置的偏差计算,获得偏置量,以后编码器读数后减去这个偏置量。
例如编码器的读数为100,而实际位置是90,计算下在实际位置0位时,编码器的读数应该是10,而这个“10”就是偏置量,以后编码器读到的数,减去这个偏置量就是位置值。
可重复多次,修正偏置量。
对于增量值编码器,是读取原始机械零位到第一个Z点的读数,作为偏置量。
精度较高的编码器,或者量程较大的绝对值多圈编码器,多用这种方法。
5、智能化外部置零,有些带智能化功能的编码器,可提供外部置位功能,例如通过编码器附带的按键,或外带的软件设置功能置零。
6、需要说明的是,绝对值编码器的零位再往下就是编码的循环最大值,无论是单圈绝对值,还是多圈绝对值,如果置零位,那么再往下(下滑、移动,惯性过冲等),就可能数据一下子跳到最大了,对于高位数的绝对值多圈,可能数据会溢出原来的设定范围。
另外,绝对值编码器还有一个旋转方向的问题,置零后,如果方向不对,是从0跳到最大,然后由大变小的。
一些进口的编码器尽管带有外部置零功能,但建议还是不要用此功能。
(我们碰到很多用进口绝对值编码器会碰到这样的困惑,不要就迷信进口的)。
7、最好的置位方法,预置一个非零位(留下下滑、过冲的余量)并预置旋转方向+偏置计算的方法。
另外一种方法是置“中”,偏置量就是中点值,置位线与电源正相触后,编码器输出的就是中点位置,这样的行程是+/-半全程,在这样的行程范围内,无论旋转方向,确保不会经过零点跳变。
avu%mfba各种编码器的调零方法

、.~①我们‖打〈败〉了敌人。
②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。
各种编码器的调零方法增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。
带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号;3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系;5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。
撤掉直流电源后,验证如下:1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形;2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。
上述验证方法,也可以用作对齐方法。
需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。
有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以:1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形;3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。
手工调零步骤

一、基本概念:编码器只有A相、B相、Z相信号的概念。
所谓U相、V相、W相是指的电机的主电源的三相交流供电,与编码器没有任何关系。
“A相、B相、Z相”与“U相、V相、W相”是完全没有什么关系的两种概念,前者是编码器的通道输出信号;后者是交流电机的三相主回路供电。
而编码器的A相、B相、Z相信号中,A、B两个通道的信号一般是正交(即互差90°)脉冲信号;而Z相是零脉冲信号。
一般编码器输出信号除A、B两相(A、B两通道的信号序列相位差为90度)外,每转一圈还输出一个零位脉冲Z。
当主轴以顺时针方向旋转时,输出脉冲A通道信号位于B通道之前;当主轴逆时针旋转时,A通道信号则位于B通道之后。
从而由此判断主轴是正转还是反转。
另外,编码器每旋转一周发一个脉冲,称之为零位脉冲或标识脉冲(即Z相信号),零位脉冲用于决定零位置或标识位置。
要准确测量零位脉冲,不论旋转方向,零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。
由于通道之间的相位差的存在,零位脉冲仅为脉冲长度的一半。
带U、V、W相的编码器,应该是伺服电机编码器A、B相是两列脉冲,或正弦波、或方波,两者的相位相差90度,因此既可以测量转速,还可以测量电机的旋转方向Z相是参考脉冲,每转一圈输出一个脉冲,脉冲宽度往往只占1/4周期,其作用是编码器自我校正用的,使得编码器在断电或丢失脉冲的时候也能正常使用。
ABZ是编码器的位置信号,UVW是电机的磁极信号,一般用于同步电机;AB对于TTL/HTL编码器来说,AB相根据编码器的细分度不同,每圈有很多个,但Z相每圈只有一个;UVW磁极信号之间相位差是120度,随着编码器的角度转动而转动,与ABZ之间可以说没有直接关系。
二、基本实践:最近几天在等给铣床和车床焊的架子。
所以在空余时间拿起一个1.5KW的伺服电机用东元驱动器测试。
发现原电机的编码器损坏。
自己不会修。
没办法就拿起以前买的2500线多摩川编码器换之。
用到的工具,示波器很古老。
伺服找零点——精选推荐

主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等。
增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。
带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U 入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。
撤掉直流电源后,验证如下: 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。
上述验证方法,也可以用作对齐方法。
需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。
有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。
伺服电机相位调整方法
[PLC伺服与运动控制]伺服电机转子反馈的检测相位与转子磁极相位的对齐方式(转)转自工控网论坛主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等。
增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UV W,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。
带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号;3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系;5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z 信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。
撤掉直流电源后,验证如下:1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形;2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。
上述验证方法,也可以用作对齐方法。
需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。
编码器调零原理
编码器调零原理
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊这神秘又有趣的“编码器调零原理”!你们有没有好奇过,它到底是怎么回事呢?
比如说,你想想看,一辆汽车要想跑得稳、跑得准,那它的各个部件是不是都得精准配合呀!编码器就像是汽车里的一个关键仪表,而调零呢,就是让这个仪表回到最准确的起始状态。
好,那这编码器调零到底是怎么做的呢?其实啊,就好比你要去一个陌生的地方,你得先找到那个起点对不对!调零就是找到编码器的那个“起点”。
假设有个机器正在运作,编码器如果没有准确调零,那不就像你在陌生地方迷路一样,整个工作都可能乱套啦!哎呀呀,那可不行!
那具体怎么操作呢?这可需要一些技巧和耐心呢!就像你小心翼翼地调整一个精密的仪器,得慢慢来,不能急躁。
先找到那个关键的调零点,然后一点点地调整,直到达成最完美的“零”状态。
你能想象到那种感觉吗?就好像解开了一个复杂谜题一样,特有成就感!
在工厂里,工人们经常要面对各种各样的编码器,每次调零都是一场小战斗呢!“嘿,老张,这个编码器得赶紧调零啦!”“行,我知道啦,马上来!”他们之间的对话充满了紧迫感和责任感。
我觉得啊,编码器调零原理虽然看起来有点复杂,但只要你深入去了解,去尝试,就会发现它其实特别有意思。
它就像一把钥匙,能打开很多奥秘的大门。
所以啊,大家可别小瞧了它哟!这就是我对编码器调零原理的理解,你们觉得怎么样呢?
结论:编码器调零原理看似复杂,实则有趣,深入了解会发现其巨大魅力和重要性。
伺服电机回零不用怕,我教你三种方法
伺服电机回零不用怕,我教你三种方法回零是伺服控制的一个大课题。
系统对回零的要求各种各样,各厂家的运动控制器或驱动器支持的回零方式各不相同,且伺服电机也有多种反馈类型,由此衍生出多种回零方式。
另,各厂家对与回零相关的关键术语的描述也不尽相同,因此,有很多与伺服回零相关的话题和讨论。
实找零的方法有很多种,可根据所要求的精度及实际要求来选择。
可以伺服电机自身完成(有些品牌伺服电机有完整的回原点功能),也可通过上位机配合伺服完成,但回原点的原理基本上常见的有以下几种。
一、伺服电机寻找原点时,当碰到原点开关时,马上减速停止,以此点为原点。
这种回原点方法无论你是选择机械式的接近开关,还是光感应开关,回原点的精度都不高,就如一网友所说,受温度和电源波动等等的影响,信号的反应时间会每次有差别,再加上从回原点的高速突然减速停止过程,可以百分百地说,就算排除机械原因,每次回的原点差别在丝级以上。
二、回原点时直接寻找编码器的Z相信号,当有Z相信号时,马上减速停止。
这种回原方法一般只应用在旋转轴上,且回原速度不高,精度也不高。
三、此种回原方法是最精准的,主要应用在数控机床上:电机先以第一段高速去找原点开关,有原点开关信号时,电机马上以第二段速度寻找电机的Z相信号,第一个Z相信号一定是在原点档块上(所以你可以注意到,其实高档的数控机床及中心机的原点档块都是机械式而不会是感应式的,且其长度一定大于电机一圈转换为直线距离的长度)。
找到第一个Z相信号后,此时有两种方试,一种是档块前回原点,一种是档块后回原点(档块前回原点较安全,欧系多用,档块后回原点工作行程会较长,日系多用)。
以档块后回原为例,找到档块上第一个Z相信号后,电机会继续往同一方向转动寻找脱离档块后的第一个Z相信号。
一般这就算真正原点,但因为有时会出现此点正好在原点档块动作的中间状态,易发生误动作,且再加上其它工艺需求,可再设定一偏移量;此时,这点才是真正的机械原点。
华大伺服电机零点说明(20090111)
华大伺服电机零点相位关系说明
(配置增量式编码器)
本说明所表述的伺服电机,是指配置的编码器为增量式的伺服电机,其增量式包括省线式增量编码器及非省线式增量编码器。
省线式增量编码器各信号时序图如下如示:
非省线式增量编码器各信号时序图如下如示:
本说明所表述的零点相位关系,是指伺服电机编码器Z信号与伺服电机U相反电势之间的相位关系。
华大伺服电机调零方式示意图如下:
当伺服电机被锁定后,调整编码器光栅盘,使编码器Z信号出现在规定的位置。
华大电机正常出厂的伺服电机产品,其零点偏移量为21.6°(电角度),出厂调零最大误差绝对值为7.2°(电角度)。
零点偏移量=21.6°时,编码器Z信号与伺服电机U、V、W相反电势相位图如下(图中X轴数据均为电角度):
CCW方向:
CW方向:
武汉华大新型电机科技股份有限公司。
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增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。
带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号;3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系;5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。
撤掉直流电源后,验证如下:1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形;2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z 信号也出现在这个过零点上。
上述验证方法,也可以用作对齐方法。
需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。
有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以:1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形;3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。
由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而不作为本讨论的话题。
绝对式编码器的相位对齐方式绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言,差别不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。
早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平,利用此电平的0和1的翻转,也可以实现编码器和电机的相位对齐,方法如下:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号;3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;4.一边调整,一边观察最高计数位信号的跳变沿,直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处,锁定编码器与电机的相对位置关系;5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,跳变沿都能准确复现,则对齐有效。
这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT,BiSS,Hyperface等串行协议,以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代,因而最高位信号就不符存在了,此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化,其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM,存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位,具体方法如下:1.将编码器随机安装在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值,并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM 中;4.对齐过程结束。
由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向,因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。
此后,驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差,并根据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就可以得到该时刻的电机电角度相位。
这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现,日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。
这种对齐方法的一大好处是,只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流,无需调整编码器和电机轴之间的角度关系,因而编码器可以以任意初始角度直接安装在电机上,且无需精细,甚至简单的调整过程,操作简单,工艺性好。
如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM,又没有可供检测的最高计数位引脚,则对齐方法会相对复杂。
如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示,则可以考虑:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;2.利用伺服驱动器读取并显示绝对编码器的单圈位置值;3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;4.经过上述调整,使显示的单圈绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的单圈绝对位置点,锁定编码器与电机的相对位置关系;5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,上述折算位置点都能准确复现,则对齐有效。
如果用户连绝对值信息都无法获得,那么就只能借助原厂的专用工装,一边检测绝对位置检测值,一边检测电机电角度相位,利用工装,调整编码器和电机的相对角位置关系,将编码器相位与电机电角度相位相互对齐,然后再锁定。
这样一来,用户就更加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。
个人推荐采用在EEPROM中存储初始安装位置的方法,简单,实用,适应性好,便于向用户开放,以便用户自行安装编码器,并完成电机电角度的相位整定。
正余弦编码器的相位对齐方式普通的正余弦编码器具备一对正交的sin,cos 1Vp-p信号,相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号,每圈会重复许许多多个信号周期,比如2048等;以及一个窄幅的对称三角波Index信号,相当于增量式编码器的Z信号,一圈一般出现一个;这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。
另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外,还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的1Vp-p 的正弦型C、D信号,如果以C信号为sin,则D信号为cos,通过sin、cos信号的高倍率细分技术,不仅可以使正余弦编码器获得比原始信号周期更为细密的名义检测分辨率,比如2048线的正余弦编码器经2048细分后,就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率,当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率的伺服系统,而国内厂家尚不多见;此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后,还可以提供较高的每转绝对位置信息,比如每转2048个绝对位置,因此带C、D信号的正余弦编码器可以视作一种模拟式的单圈绝对编码器。
采用这种编码器的伺服电机的初始电角度相位对齐方式如下:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;2.用示波器观察正余弦编码器的C信号波形;3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;4.一边调整,一边观察C信号波形,直到由低到高的过零点准确出现在电机轴的定向平衡位置处,锁定编码器与电机的相对位置关系;5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,过零点都能准确复现,则对齐有效。
撤掉直流电源后,验证如下:1.用示波器观察编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;2.转动电机轴,编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。
这种验证方法,也可以用作对齐方法。
此时C信号的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。
如果想直接和电机电角度的0度点对齐,可以考虑:1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形;3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;4.一边调整,一边观察编码器的C相信号由低到高的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使2个过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。
由于普通正余弦编码器不具备一圈之内的相位信息,而Index信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而在此也不作为讨论的话题。
如果可接入正余弦编码器的伺服驱动器能够为用户提供从C、D中获取的单圈绝对位置信息,则可以考虑:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;2.利用伺服驱动器读取并显示从C、D信号中获取的单圈绝对位置信息;3.调整旋变轴与电机轴的相对位置;4.经过上述调整,使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点,锁定编码器与电机的相对位置关系;5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,上述折算绝对位置点都能准确复现,则对齐有效。
此后可以在撤掉直流电源后,得到与前面基本相同的对齐验证效果:1.用示波器观察正余弦编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;2.转动电机轴,验证编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。
如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器,也可以存储正余弦编码器随机安装在电机轴上后实测的相位,具体方法如下:1.将正余弦随机安装在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;3.用伺服驱动器读取由C、D信号解析出来的单圈绝对位置值,并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中;4.对齐过程结束。
由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向,因此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。
此后,驱动器将任意时刻由编码器解析出来的与电角度相关的单圈绝对位置值与这个存储值做差,并根据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就可以得到该时刻的电机电角度相位。
这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现,而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中,因此一旦对齐后,电机就和驱动器事实上绑定了,如果需要更换电机、正余弦编码器、或者驱动器,都需要重新进行初始安装相位的对齐操作,并重新绑定电机和驱动器的配套关系。