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各种编码器的调零

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

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

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,

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.

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

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;

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