伺服馬達(dá)維修

伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子反饋的檢測(cè)相位與轉(zhuǎn)子磁極相位的對(duì)齊方式

伺服電機(jī)編碼器相位與轉(zhuǎn)子磁極相位零點(diǎn)如何對(duì)齊的問(wèn)題，佳鴻威將自己對(duì)這一問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)整理匯總一下，以供大家參考，或者有個(gè)全面的了解。
永磁交流伺服電機(jī)的編碼器相位為何要與轉(zhuǎn)子磁極相位對(duì)齊
其唯一目的就是要達(dá)成矢量控制的目標(biāo)，使d軸勵(lì)磁分量和q軸出力分量解耦，令永磁交流伺服電機(jī)定子繞組產(chǎn)生的電磁場(chǎng)始終正交于轉(zhuǎn)子永磁場(chǎng)，從而獲得最佳的出力效果，即“類(lèi)直流特性”，這種控制方法也被稱(chēng)為磁場(chǎng)定向控制（FOC），達(dá)成FOC控制目標(biāo)的外在表現(xiàn)就是永磁交流伺服電機(jī)的“相電流”波形始終與“相反電勢(shì)”波形保持一致.因此反推可知，只要想辦法令永磁交流伺服電機(jī)的“相電流”波形始終與“相反電勢(shì)”波形保持一致，就可以達(dá)成FOC控制目標(biāo)，使永磁交流伺服電機(jī)的初級(jí)電磁場(chǎng)與磁極永磁場(chǎng)正交，即波形間互差90度電角度，如何想辦法使永磁交流伺服電機(jī)的“相電流”波形始終與“相反電勢(shì)”波形保持一致呢？由圖1可知，只要能夠隨時(shí)檢測(cè)到正弦型反電勢(shì)波形的電角度相位，然后就可以相對(duì)容易地根據(jù)此相位生成與反電勢(shì)波形一致的正弦型相電流波形了，因此相位對(duì)齊就可以轉(zhuǎn)化為編碼器相位與反電勢(shì)波形相位的對(duì)齊關(guān)系。在實(shí)際操作中，歐美廠商習(xí)慣于采用給電機(jī)的繞組通以小于額定電流的直流電流使電機(jī)轉(zhuǎn)子定向的方法來(lái)對(duì)齊編碼器和轉(zhuǎn)子磁極的相位。當(dāng)電機(jī)的繞組通入小于額定電流的直流電流時(shí)，在無(wú)外力條件下，初級(jí)電磁場(chǎng)與磁極永磁場(chǎng)相互作用，會(huì)相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上，對(duì)比上面的圖3和圖2可見(jiàn)，雖然U相繞組（紅色）的位置同處于電磁場(chǎng)波形的峰值中心（特定角度），但FOC控制下，U相中心與永磁體的q軸對(duì)齊，而空載定向時(shí)，U相中心卻與d軸對(duì)齊，也就實(shí)現(xiàn)了a軸或α軸與d軸間的對(duì)齊關(guān)系，此時(shí)相位對(duì)齊到電角度0度，電機(jī)繞組中施加的轉(zhuǎn)子定向電流的方向?yàn)?/font>U相入，VW出，由于V相與W相是并聯(lián)關(guān)系，流經(jīng)V相和W相的電流有可能出現(xiàn)不平衡，從而影響轉(zhuǎn)子定向的準(zhǔn)確性。實(shí)用化的轉(zhuǎn)子定向電流施加方法是U入，V出，即U相與V相串聯(lián)，可獲得幅值完全一致的U相和V相電流，有利于定向的準(zhǔn)確性，此時(shí)U相繞組（紅色）的位置與d軸差30度電角度，即a軸或α軸對(duì)齊到與d差（負(fù)）30度的電角度位置上，主流的伺服電機(jī)位置反饋元件包括增量式編碼器，絕對(duì)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(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.