白念珠菌粘附素的分離純化及其在介導(dǎo)與宿主細(xì)胞粘附中的作用

1、白念珠菌粘附素的分離純化及其在介導(dǎo)與宿主細(xì)胞粘附中的作用白念珠菌粘附素的分離純化及其在介導(dǎo)與宿主細(xì)胞粘附中的作用中華皮膚科雜志 1998年第5期第31卷 論 著作者：劉曉紅廖萬(wàn)清胡惠民姚志榮王君松趙子卿單位：271000泰安，濟(jì)南軍區(qū)第八十八醫(yī)院皮膚科(劉曉紅王君松趙子卿)；第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)征醫(yī)院(廖萬(wàn)清姚志榮)；第二軍醫(yī)大學(xué)生化教研室(胡惠民)關(guān)鍵詞：白念珠菌；纖連蛋白；粘附【摘要】目的從分子水平探討白念珠菌(簡(jiǎn)稱白念)與宿主細(xì)胞的粘附機(jī)制。方法和結(jié)果用非離子去垢劑辛基吡喃葡萄糖苷提取白念孢子壁蛋白質(zhì)，然后制備纖連蛋白Sepharose 4B親和柱，運(yùn)用親和層析技術(shù)從上述提取液中分離純化纖

2、連蛋白粘附素，在非還原狀態(tài)進(jìn)行十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)，得到表觀分子量60 000和105 000的二條蛋白帶。為了弄清此蛋白在白念與宿主細(xì)胞粘附中的作用，把人頰粘膜上皮細(xì)胞與白念孢子共同振蕩孵育2小時(shí)，顯微鏡下測(cè)定上皮細(xì)胞表面粘附白念的數(shù)目，白念與上皮細(xì)胞的粘附百分率為44.76.28，上皮細(xì)胞經(jīng)纖連蛋白粘附素預(yù)處理后，粘附百分率為28.36.18，P0.01。結(jié)論纖連蛋白粘附素介導(dǎo)了人頰粘膜上皮細(xì)胞與白念的粘附。Isolation and Purification of Adhesin of Candida Albican s and its Effect o

3、n Adherence to Host CellsLiu Xiaohong, Lia o Wangqing, Hu Huiming, et al. Department of Dermatology, Eighty-eighth Hospita l of Jinan Military Area Command, Taian 271000【Abstract】ObjectiveTo investigate the adherence mecha nism of Candida albicans to host cells in molecular level.Methods and Results

4、Yeast cell wall protein of Candida albicans we re extracted, and purified fibronectin (Fn) adhesin was obtained from yeast cell wall extract. Fn adhesin was anal yzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), the molecular weights of Fn adhesin were 60kd and 105kd. In

5、order to find out t he effect of the protein on adherence to host cells, human buccal epithelial cells and Candida albicans cells we re i ncubated at 37 for 2 hours on a rotator, and yeasts adhering to the surfaces o f epithelial cells were assayed microscopically. The adherence rate of C .albicans

6、to buccal epithelial cells was 44.76.28%, and after treati n g the epithelial cells with Fn adhesin, the adherence rate reduced to 28.36. 18%, P0.01.ConclusionT he results indicate Fn adhesin could mediate adherence of Candida albic ans to epithelial cells.【Key words】Candida albicansFibronectinAdher

7、e白念珠菌(白念)是重要的條件致病菌，可侵犯皮膚、粘膜和內(nèi)臟。研究表明白念與宿主細(xì)胞間的粘附是其侵入宿主引起感染的前提，在介導(dǎo)白念與宿主細(xì)胞的粘附中，纖連蛋白(Fn)起了重要作用1。我們運(yùn)用Fn做親和配體，用親和層析技術(shù)從白念孢子壁蛋白提取液中成功地分離純化了Fn粘附素，而且驗(yàn)證了其能介導(dǎo)人頰粘膜上皮細(xì)胞與白念的粘附。材料和方法一、材料1.白念為長(zhǎng)征醫(yī)院皮膚科中國(guó)醫(yī)學(xué)真菌保藏管理中心提供，為臨床分離的菌株D67，血清型A型。2.試劑來(lái)源：Fn、溴化氰活化的Sepharose 4B、辛基吡喃葡萄糖苷、抑胃肽A、苯甲基磺酰氟、牛血清白蛋白均購(gòu)自Sigma公司，199細(xì)胞培養(yǎng)液為日本進(jìn)口，低分子標(biāo)準(zhǔn)

8、蛋白購(gòu)于上海東風(fēng)生化試劑廠。二、方法1.白念孢子的培養(yǎng)、收集2：取新鮮轉(zhuǎn)種至葡萄糖蛋白胨培養(yǎng)基上的白念一鉑環(huán)接種于YEPD培養(yǎng)基中，26振蕩孵育20小時(shí)，離心收集白念孢子(300g，3分鐘)，用0.1mol/LTris-HCl緩沖液(含2mmol/L的鈣和鎂)沖洗3次。2.白念孢子壁蛋白質(zhì)提取液的制備3：取上述白念孢子約35g(濕重)加入36ml0.1mol/LTris-HCl緩沖液(含2mmol/L鈣和鎂、50mmol/L辛基吡喃葡萄糖苷、6mmol/L苯甲基磺酰氟、2mol/L抑胃肽A)26振蕩孵育40分鐘，高速冷凍離心(4)30 000g，90分鐘后，小心抽取上清液，用染料法檢測(cè)其蛋白質(zhì)

9、含量。3.Fn粘附素的提取純化：將白念孢子壁蛋白提取液首先上樣到牛血清蛋白(BSA)-Sepharose 4B凝膠柱，用緩沖液A(含有2mmol/L的鈣、鎂和50mmol/L辛基吡喃葡萄糖苷的緩沖液)徹底沖洗至核酸蛋白檢測(cè)儀A280時(shí)記錄儀回到基線，然后將得到的洗脫液上樣到Fn-Sepharose 4B，使其在層析柱中反復(fù)循環(huán)，速度為1ml/分鐘，90分鐘后，F(xiàn)n-Sepharose 4B柱先用緩沖液A徹底沖洗至A280回到基線，后改用緩沖液B不含有鈣和鎂，含有10mmol/L的乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)、50mmol/L的辛基吡喃葡萄糖苷的緩沖液洗脫，收集蛋白峰對(duì)應(yīng)的洗脫液，4冰箱中透析4

10、8小時(shí)，濃縮后進(jìn)行SDS-PAGE。最后用1NNaCl再生Fn-Sepharose 4B柱。4.Fn-Sepharose 4B及BSA-Sepharose 4B的制備4：取溴化氰活化的Sepharose 4B放入小砂芯漏斗中，用預(yù)冷的0.1mol/L碳酸氫鈉緩沖液沖洗后加入Fn或牛血清白蛋白，然后將上述混合物在4冰箱中用磁力攪拌器緩慢攪拌1620小時(shí)進(jìn)行偶聯(lián)，最后用緩沖液徹底沖洗，直到流出液中沒有蛋白質(zhì)(A280低于0.02)為止。加防腐劑0.02%疊氮鈉，貯存于4冰箱備用。5.SDS-PAGE：采用分離膠為5%15%連續(xù)梯度凝膠，0.25%考馬斯亮藍(lán)R250溶液染色。6.白念孢子懸液的制備：

11、將培養(yǎng)收集的白念，用0.01mol/L、pH7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS)離心洗滌3次(300g，3分鐘)，然后加入199細(xì)胞培養(yǎng)液，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板調(diào)整至所需要的各種濃度。7.頰粘膜上皮細(xì)胞(BEC)懸液的制備5：用無(wú)菌棉簽輕輕刮取受檢者(正常學(xué)員10例，每次實(shí)驗(yàn)來(lái)自同一人群)兩側(cè)頰粘膜，用上述緩沖液離心洗滌3次，調(diào)整至所需要的各種濃度，具體方法同上。8.粘附抑制實(shí)驗(yàn)6：將上述制備的兩種懸液各0.25ml加入試管中，其中上皮細(xì)胞濃度為106ml，白念孢子為108ml，在培養(yǎng)箱(37)中振蕩孵育2小時(shí)后，使混合液通過(guò)12m的過(guò)濾薄膜，再用pH7.4的PBS徹底沖洗，以除去未粘附到上皮細(xì)胞的白念孢

12、子。然后將過(guò)濾薄膜倒置在載物片上2分鐘，風(fēng)干，熱固定后進(jìn)行革蘭染色。在顯微鏡下計(jì)數(shù)，其中粘附孢子數(shù)20個(gè)以上的上皮細(xì)胞記(+)，共數(shù)出100個(gè)，計(jì)算出粘附百分率。先將Fn粘附素(100g)加入到上皮細(xì)胞懸液中，37振蕩孵育60分鐘后，再加入白念孢子懸液，計(jì)算粘附百分率，具體方法同前。9.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：這種同一觀察單位前后二次測(cè)定結(jié)果的比較用t檢驗(yàn)，所有數(shù)據(jù)的表示用平均值標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)果1.白念孢子的收集及壁蛋白提取的結(jié)果：1000mlYEPD培養(yǎng)基共收集35g白念孢子，大約得到3.2mg的蛋白(用染料法測(cè)定蛋白含量)。2.Fn粘附素提取純化的結(jié)果：見圖1。3.2mg白念孢子壁蛋白溶液經(jīng)Fn-Seph

13、arose 4B親和層析柱后得到Fn粘附素大約20g，SDS-PAGE見圖2。a：沒有結(jié)合到層析柱上而用緩沖液A洗脫下來(lái)的蛋白峰，b：結(jié)合到層析柱上而用緩沖液B洗脫下來(lái)的蛋白峰即纖連蛋白粘附素，c：親和層析柱的再生峰，A：緩沖液A，B：緩沖液B圖1白念孢子壁蛋白質(zhì)提取液經(jīng)纖連蛋白Sepharose 4B親和層柱的洗脫曲線圖2纖連蛋白經(jīng)純化后SDS-PAGE3.粘附抑制實(shí)驗(yàn)：白念與上皮細(xì)胞的粘附百分率為44.76.28；上皮細(xì)胞經(jīng)Fn粘附素預(yù)處理后，粘附百分率為28.36.18，t=9.836，P0.01(粘附率是4次實(shí)驗(yàn)得到的s，每次計(jì)數(shù)均重復(fù)一次)。討論研究表明白念與宿主細(xì)胞間的粘附是其侵入

14、宿主引起感染的前提，在介導(dǎo)白念與宿主細(xì)胞的粘附中，F(xiàn)n起了重要作用。Fn是大多數(shù)宿主細(xì)胞上廣泛存在的糖蛋白，在細(xì)胞粘附、細(xì)胞移動(dòng)、炎癥浸潤(rùn)、創(chuàng)傷愈合等方面均有重要作用。而這些功能的發(fā)揮大部分是從介導(dǎo)細(xì)胞粘附開始的，因此Fn介導(dǎo)的細(xì)胞粘附尤其引人重視。Skerl1發(fā)現(xiàn)白念對(duì)Fn的粘附在許多方面與白念對(duì)上皮細(xì)胞的粘附非常相似。他們用間接免疫熒光技術(shù)，在許多上皮細(xì)胞表面都檢測(cè)到Fn的存在。當(dāng)把白念孢子和Fn及Fn的單抗共同孵育后，電鏡顯示孢子周圍有顆粒狀的沉積，證明Fn結(jié)合在白念孢子的表面。用Fn預(yù)處理白念后，可以阻止其對(duì)人頰粘膜上皮細(xì)胞和陰道粘膜上皮細(xì)胞的粘附。Kloze等7證實(shí)了Fn對(duì)白念的結(jié)合

15、具有特異性、高親和性和飽和性。這些結(jié)果表明Fn作為宿主細(xì)胞表面的受體而發(fā)揮作用，白念表面有與Fn結(jié)合的粘附素。本實(shí)驗(yàn)即在已有研究基礎(chǔ)上用Fn做親和配體，運(yùn)用親和層析技術(shù)從白念孢子壁蛋白提取液分離純化與Fn結(jié)合的粘附素，并驗(yàn)證該蛋白能抑制白念與上皮細(xì)胞的粘附。要分離純化白念表面的粘附素，首先要使白念表面的蛋白溶解，然后才能根據(jù)其特性進(jìn)行分離。去垢劑能削弱膜蛋白與膜脂質(zhì)分子間的疏水結(jié)合，使膜蛋白從膜脂質(zhì)雙分子層中溶脫，同時(shí)又能保持膜蛋白原有構(gòu)象和功能。所以我們應(yīng)用去垢劑辛基吡喃葡萄糖苷提取白念孢子壁蛋白質(zhì)，其不僅極易去除，而且得率高，另外我們還增加了蛋白酶抑制劑以阻止內(nèi)源性蛋白酶對(duì)表面蛋白的消化溶

16、解，進(jìn)一步提高了蛋白含量。用金屬螯合劑去除鈣能夠抑制白念粘附的80%90%HT63，因此我們運(yùn)用Fn做親和配體，用含EDTA的緩沖液B解吸親和層析柱，而獲得Fn粘附素，非還原狀態(tài)下進(jìn)行SDS-PAGE，得到表觀分子量為105 000和60 000的兩條蛋白帶，這與Klotz3的報(bào)道相似。其中105 000的蛋白帶較淡，可能是由于在冰箱中透析貯存而引起蛋白解聚，這提示此蛋白可能是一個(gè)以60 000為基礎(chǔ)的二聚體8。我們采用的親和層析方法簡(jiǎn)單而特異，F(xiàn)n-Sepharose 4B柱再生后可以反復(fù)使用。并在Klotz的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，首先我們對(duì)白念的量及其與緩沖液的比例做了調(diào)整，增加白念孢子到35g

17、，緩沖液增加到36ml，這樣增加了白念孢子壁蛋白的含量，F(xiàn)n粘附素的量也隨之增加，電泳后我們即可采用常規(guī)考馬斯亮藍(lán)染色，避免了銀染，從而簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟。其次我們將超速離心改為高速離心，只相應(yīng)延長(zhǎng)了高速離心的時(shí)間，其結(jié)果是相同的，這樣即降低了實(shí)驗(yàn)成本，又簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)方法。在粘附抑制實(shí)驗(yàn)中我們先把白念孢子與上皮細(xì)胞共同孵育后測(cè)其粘附率，然后加入Fn粘附素再測(cè)其粘附率，結(jié)果顯示Fn粘附素明顯地抑制了白念對(duì)上皮細(xì)胞的粘附，可能是由于Fn粘附素占據(jù)了上皮細(xì)胞表面的Fn受體而影響了它們之間的粘附。從而提示白念與宿主細(xì)胞之間存在著粘附受體機(jī)制，而且這種粘附是通過(guò)白念表面Fn與宿主細(xì)胞表面Fn粘附素的特定結(jié)合而

18、介導(dǎo)的。本實(shí)驗(yàn)從三個(gè)方面證實(shí)所得到的蛋白是Fn粘附素，首先親和層析本身就是利用受體與配體結(jié)合的特異性；其次，我們得到的蛋白達(dá)到電泳純，SDS-PAGE的電泳行為與文獻(xiàn)報(bào)道吻合；第三，粘附抑制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其介導(dǎo)白念與上皮細(xì)胞的粘附。本文為國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目參考文獻(xiàn)1 Skerl KG, Calderone RA, Segal E, et al. In vitro binding of Candida albicans yeast cells to human fibronectin. Can J Mic robiol, 1984,30221-227.2 Casanova M, Chaffin

19、WL. Cell wall glycoproteins of Candida albi cans as released by different methods. J Gen Microbiol, 1991,1371046-1051.3 Klotz SA, Rutten MJ, Smith RL, et al. Adherence of Candida albi cans to immobilized extracellular matrix proteins is mediated by calcium-depend ent surface glycoproteins. Microb Pa

20、thog, 1993,14144-147.4張龍翔.生化實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù).北京:人民教育出版社,1981.112-113.5 Staddon W, Todd T, Irvin RT. Equilibrium analysis of binding of Candida albicans to human buccal epithelial cells. Can J Microbiol, 1990,3633 6-340.6 Fukayama M, Calderone RA. Adherence of cell surface mutants of Candida albicans to bucca

21、l epithelial cells and analyses of the cell surface pro teins of the mutants. Infect Immun, 1991,591341-1345.7 Klotz SA, Smith RL. A fibronectin receptor on Candida albicans mediates adherence of the fungus to extracellular matrix. Infect Dis, 1991,163 606-610.8 Klotz SA, Chin RC, Smith RL, et al. T

22、he fibronectin adhesin of Candida albicans. Infect Immun, 1994,624679-4681. 永磁交流伺服電機(jī)位置反饋傳感器檢測(cè)相位與電機(jī)磁極相位的對(duì)齊方式2008-11-07來(lái)源：internet瀏覽：504 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。為支持永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)的矢量控制，這些位置反饋元件就必須能夠?yàn)樗欧?qū)動(dòng)器提供永磁交流伺服電機(jī)的永磁體磁極相位，或曰電機(jī)電角度信息，為此當(dāng)位置反饋元件與電機(jī)完成定位安裝時(shí)，就有必要調(diào)整好位置反饋元件的角度檢測(cè)相位與電機(jī)電角度相位之間的相互關(guān)系，這

23、種調(diào)整可以稱作電角度相位初始化，也可以稱作編碼器零位調(diào)整或?qū)R。下面列出了采用增量式編碼器，絕對(duì)式編碼器，正余弦編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器等位置反饋元件的永磁交流伺服電機(jī)的傳感器檢測(cè)相位與電機(jī)電角度相位的對(duì)齊方式。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

24、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

25、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

26、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

27、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

28、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)

29、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

30、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)式編碼器既沒有可供使用的EEPROM，又沒有可供檢測(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)

31、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，cos 1Vp-p信號(hào)，相當(dāng)于方波信號(hào)的增量式編碼器的A

32、B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

33、系統(tǒng)，而國(guó)內(nèi)廠家尚不多見；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

34、，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)

35、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

36、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

37、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)

38、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)

39、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sint，轉(zhuǎn)定子之間的角度為，則SIN信號(hào)為sintsin，則COS信號(hào)為sintcos，根據(jù)SIN，C

40、OS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

41、.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

42、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)定子之間的角度為的sin值對(duì)激勵(lì)信號(hào)的調(diào)制結(jié)果，因而與sin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)別和判斷旋變輸出的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