壓力調(diào)節(jié)閥工作原理

1、工作原理1、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理（閥后壓力控制）如圖 1）工作介質(zhì)的閥前壓力 P1經(jīng)過(guò)閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力 P2。P2 經(jīng) 過(guò)控制管線輸入到執(zhí)行器的下膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反 作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置，控制閥后壓力。當(dāng)閥后壓力 P2 增加時(shí)， P2 作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤的作用力大于彈簧 的反作用力，使閥芯關(guān)向閥座的位置，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相 平衡為止。這時(shí)，閥芯與閥座的流通面積減少，流阻變大，從而使P2 降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥后壓力 P2 降低時(shí)，作用方向與上述相反，這就是自力式（閥后） 壓力調(diào)節(jié)閥的工作原

2、理。2、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理（閥前壓力控制）（如圖 2）工作介質(zhì)的閥前壓力 P1 經(jīng)過(guò)閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力 P2。同時(shí) P1 經(jīng)過(guò)控制管線輸入到執(zhí)行器的上膜室內(nèi)作用在頂盤上， 產(chǎn)生的作用力與彈簧的 反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置，控制閥前壓力。當(dāng)閥后壓力 PP11 增加時(shí)， P1 作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤的作用力大于彈 簧的反作用力，使閥芯向離開閥座的方向移動(dòng)，直到頂盤的作用力與彈簧的反 作用力相平衡為止。這時(shí)，閥芯與閥座的流通面積減大，流阻變小，從而使 降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥后壓力 P1 降低時(shí)，作用方向與上述相反，這就是自力 式（閥前）壓力調(diào)

3、節(jié)閥的工作原理。3、自力式溫度調(diào)節(jié)閥工作原理（加熱型）如圖 3）溫度調(diào)節(jié)閥是根據(jù)液體的不可壓縮和熱脹冷縮原理進(jìn)行工作的 加熱用自力式溫度調(diào)節(jié)閥，當(dāng)被控對(duì)象溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，溫包內(nèi)液體收縮，作用在執(zhí)行器推桿上的力減小，閥芯部件在彈簧力的作用下使閥門打開，增加蒸汽和熱油等加熱介質(zhì)的流量，使被控對(duì)象溫度上升，直到被控對(duì)象溫度到了設(shè)定值時(shí)，閥關(guān)閉，閥關(guān)閉后，被控對(duì)象溫度下降，閥又打開，加熱介質(zhì)又進(jìn)入熱交換器，又使溫度上升，這樣使被控對(duì)象溫度為恒定值。閥開度大小與被 控對(duì)象實(shí)際溫度和設(shè)定溫度的差值有關(guān)。4、自力式溫度調(diào)節(jié)閥工作原理（冷卻型）冷卻用自力式溫度調(diào)節(jié)閥工作原理可參照加熱用自力式溫度調(diào)節(jié)閥，只

4、是當(dāng)閥芯部件在執(zhí)行器與 彈簧力作用下打開和關(guān)閉與溫關(guān)閥相反，閥體內(nèi)通過(guò)冷介質(zhì)，主要應(yīng)用于冷卻 裝置中的溫度控制。如圖 5）5、自力式流量調(diào)節(jié)閥工作原理被控介質(zhì)輸入閥后，閥前壓力 P1 通過(guò)控制管線輸入下膜室，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后的 壓力 Ps輸入上膜室， P1與 Ps的差即 Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。 P1作用在膜 片上產(chǎn)生的推力與 Ps 作用在膜片上產(chǎn)生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯 與閥座的相對(duì)位置，從而確定了流經(jīng)閥的流量。當(dāng)流經(jīng)閥的流量增加時(shí)，即 P s 增加，結(jié)果 P1、Ps 分別作用在下、上膜室，使閥芯向閥座方向移動(dòng)，從而改 變了閥芯與閥座之間的流通面積，使 Ps增加，增加后的

5、Ps 作用在膜片上的推 力加上彈簧反力與 P1作用在膜片上的推力在新的位置產(chǎn)生平衡達(dá)到控制流量的 目的。反之，同理。設(shè)定被控介質(zhì)的流量用調(diào)整節(jié)流閥與閥座的相對(duì)位置來(lái)確定永磁交流伺服電機(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

6、測(cè)相位與電機(jī)電角度相位之間的相互關(guān)系， 這種調(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

7、 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：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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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)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

13、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.

14、 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)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

15、， 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 AB 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

16、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

17、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，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)

18、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)位置

19、；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?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. 利用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取并顯示從 C、D 信號(hào)中

20、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。如果利用驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的 EEPRO

21、M 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)電機(jī)電角度的 -3

22、0 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 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

23、 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COS

24、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 sint×sin，則COS信號(hào)為 sin t×cos，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

25、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. 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)

26、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 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

27、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)

28、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

29、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。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)旋變隨機(jī) 安裝在電機(jī)軸上后實(shí)測(cè)的相位，具體方法如下：1.將旋變隨機(jī)安裝在電機(jī)上，即固結(jié)旋變轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸，以及旋變外殼與電 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)器讀取由旋變解析出來(lái)的與電角度相關(guān)的絕對(duì)位置值， 并存入 驅(qū)動(dòng)器