城市燃氣輸配總復(fù)習

1、2)城市燃氣輸配綜合復(fù)習資料一、填空題1、燃燒速度指數(shù)（燃燒勢）反映了燃氣燃燒火焰所產(chǎn)生離焰、黃焰、回火和不完全燃燒的傾向性，是一項反映燃具燃燒的綜合指標，能更全面地判斷燃氣的燃燒特性。TOC o 1-5 h z2、調(diào)壓器按照用途或使用對象分類可分為：、和。3、液化石油氣有兩個來源，分別是油氣田和，液化石油氣的主要成分是。4、按燃氣的起源或其生產(chǎn)方式進行分類，大體上把燃氣劃分為和兩大類。和則由于氣源和輸配方式的特殊性，習慣上各另列一類。5、我國城市燃氣的分類指標是國際上廣泛采用的和。6、某小區(qū)面積151.8公頃，人口密度600人/公頃，氣化率為90%，每人每年的耗氣量123.9Nm3/人年，則

2、該小區(qū)居民年耗氣量為NiW年。7、區(qū)域調(diào)壓站的最佳作用半徑600m,居民人口密度600人/公頃，每人每小時的計算流量0.06Nm3/人.h,則調(diào)壓站的最佳負荷為Nm3/h。8、某低壓燃氣管道的途泄流量為50m3/h，轉(zhuǎn)輸流量為80m3/h，則該管線計算流量為m3/h。9、9、調(diào)壓站的作用半徑是指從調(diào)壓站至I平均直線距離。10、某多層住宅，燃氣室內(nèi)立管終端標高17m，引入管始端標高-0.6m,燃氣密度0.71kg/Nm3,TOC o 1-5 h z產(chǎn)生的附加壓頭為。11、某管網(wǎng)系統(tǒng)有m個節(jié)點，則獨立的節(jié)點流量平衡方程共有個。12、已知流入某節(jié)點的所有管段的途泄流量120Nm3/h，流出該節(jié)點的所

3、有管段的途泄流量150Nm3/h，該節(jié)點存在集中負荷200NiWh，則該節(jié)點的節(jié)點流量NiWh。13、燃氣管道的投資費用取決于和。14、月不均勻系數(shù)用來表示，其計算式為，影響居民生活及公共建筑用氣月不均勻性的主要因素。15、城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)按照管網(wǎng)壓力級制的不同組合形式分類，可分為、及四種。16、在繪制燃氣管道水力計算圖表時，燃氣密度計算。17、按照天然氣的常規(guī)分類，一般可分為四種，分別丿為、。18、已知天然氣中各組分的容積成分，其中甲烷80%，乙烷16%，氮氣4%,則天然氣的相對密度為。（注：甲烷密度0.7174kg/NnB，乙烷密度1.3553kg/Nn?，氮氣密度1.2504kg/Nm?

4、,空氣密度1.293kg/Nm?）19、在進行城市燃氣管網(wǎng)設(shè)計時，是確定氣源、管網(wǎng)和設(shè)備通過能力的依據(jù)。二、判斷題1、城市燃氣應(yīng)具有可以察覺的臭味，無臭味或臭味不足的燃氣應(yīng)加臭，有毒燃氣中臭劑的最小量應(yīng)符合下列規(guī)定：泄漏至空氣中，濃度達至爆炸下限的20時，應(yīng)能察覺。2、如果氣源產(chǎn)量能夠根據(jù)需用量改變一周內(nèi)各天的生產(chǎn)工況時，儲氣容積以計算月最大日燃氣供需平衡要求確定，否則應(yīng)按計算月平均周的燃氣供需平衡要求確定。3、枝狀管網(wǎng)中變更某一管段的管徑時，不影響管段的流量分配，只導(dǎo)致管道節(jié)點壓力的改變。4、不均勻系數(shù)法適用于求解室內(nèi)和庭院燃氣管道的計算流量。5、5、“附加投資償還年限法”適用于城市配氣管網(wǎng)

5、較多方案的技術(shù)經(jīng)濟比較。6、一Q（p）運動方程中項為慣性項，反映了氣體流動的不穩(wěn)定性，項為對流項。7、液化石油氣減壓器屬于間接作用式調(diào)壓器。8、水煤氣是氣化煤氣，發(fā)生爐煤氣是干餾煤氣。9、用戶直接與低壓管網(wǎng)相連，當?shù)蛪汗芫W(wǎng)發(fā)生事故時，所有用戶的供氣量都均勻下降。10、液化石油氣是高熱值燃氣，氣化煤氣是低熱值燃氣。11、用戶處壓力的最大波動范圍就等于管網(wǎng)的計算壓力降。12、4、高、中壓管網(wǎng)的每環(huán)邊長一般宜控制在300600米13、5、在低壓城市燃氣干管上，應(yīng)設(shè)置分段閥門。14、6、在單向供氣的燃氣管道上，放散管應(yīng)安裝在閥門之后。15、8、氣態(tài)液化石油氣的密度小于空氣的密度。16、城市燃氣分配管道

6、的計算流量可采用同時工作系數(shù)法確定。17、地下儲氣庫適合用于平衡日不均勻用氣及小時不均勻用氣18、在專用調(diào)壓站內(nèi)，應(yīng)選用能夠關(guān)閉嚴密的單座閥調(diào)壓器。19、對某燃氣輸配系統(tǒng)，方案一總投資費用60萬，年運行費用30萬；方案二總投資費用90萬，年運行費用20萬；標準償還年限6年，則方案二更經(jīng)濟。20、月不均勻系數(shù)的計算方法為各月的用氣量與全年平均月用氣量的比值。21、在城市未改建的老區(qū)，由于街道狹窄，人口密集，因此只能敷設(shè)中壓和低壓管道。22、鑄鐵管的耐腐蝕性優(yōu)于鋼管。23、當管網(wǎng)的起點壓力為定值時，燃具前的最大壓力出現(xiàn)在管網(wǎng)負荷最大的情況下。24、城市燃氣輸配系統(tǒng)的管徑及設(shè)備通過能力直接用燃氣的年

7、用量來確定。25、室內(nèi)和庭院燃氣管道的計算流量采用同時工作系數(shù)法確定。26、隨燃具數(shù)增加，同時工作系數(shù)減小。三、不定項選擇題TOC o 1-5 h z1、燃氣輸配管道的管材主要使用。A、鋼管B、鑄鐵管C、PE管D、鉛塑復(fù)合管2、對于高層建筑的室內(nèi)燃氣管道系統(tǒng)，其特殊問題有。A、補償高層建筑的沉降B、克服高程差引起的附加壓頭的影響C、補償溫差引起的變形D、在用戶引入管上設(shè)置緊急切斷閥。3、在城市燃氣輸配管網(wǎng)中，調(diào)壓器的作用。A、降壓B、穩(wěn)壓C、增壓D、超壓放散4、調(diào)壓站內(nèi)的安全裝置主要有。A、安全放散閥B、安全切斷閥C、監(jiān)視器裝置D、調(diào)壓器的并聯(lián)裝置5、按照調(diào)壓器的敏感元件與傳動裝置的受力元件之

8、間的關(guān)系分類，調(diào)壓器可分A、直接作用式調(diào)壓器B、間接作用式調(diào)壓器C、區(qū)域調(diào)壓器D、專用調(diào)壓器6、調(diào)壓站的最佳作用半徑隨的增加而增大。A、調(diào)壓站的造價B、低壓管網(wǎng)的壓力降C、管道造價系數(shù)D、低壓管網(wǎng)的密度系數(shù)。7、按照用途城市燃氣管道可分為。A、長距離輸氣管道B、分配管道C、用戶引入管D、室內(nèi)燃氣管道8、在確定高、中壓管網(wǎng)末端最小壓力時，應(yīng)保i。A、區(qū)域調(diào)壓站能正常工作并通過用戶在高峰時的用氣量B、與管網(wǎng)相連的中壓引射器的正常工作C、管網(wǎng)的水力可靠性D、低壓用戶的燃氣壓力9、年用氣量主要取決于。A、用戶的類型B、數(shù)量C、用氣量指標D、工業(yè)與民用供氣的比例10、常見的儲氣設(shè)施有。A、地下儲氣庫B、

9、液態(tài)儲存C、管道儲氣D、儲氣罐儲氣四、簡答題1、簡述用戶燃具前的壓力及其波動范圍的影響因素。2、燃氣常用的儲存方法有哪些？3、簡述儲氣設(shè)施的作用。4、簡述什么是平差計算？5、簡述枝狀與環(huán)狀管網(wǎng)的水力計算特點。6、簡答城市燃氣管道采用不同壓力級制的必要性。7、在選擇城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)時，主要應(yīng)考慮哪些因素？8、附加壓頭是如何產(chǎn)生的？寫出其計算公式。9、簡述直接式調(diào)壓器的工作原理。10、簡述調(diào)壓站安全裝置中監(jiān)視器裝置的工作原理。11、什么是環(huán)狀管網(wǎng)的管網(wǎng)平差計算？五、作圖分析題已知：一周內(nèi)不同時刻供氣量及用氣量累計值；按其數(shù)據(jù)繪制成曲線，如圖1所示。橫坐標表示一周內(nèi)小時數(shù)，縱坐標表示一周內(nèi)不同時刻供

10、氣量及用氣量累計值。分析：如圖所示的一條直線、一條曲線，各自的含義。作圖：根據(jù)此數(shù)據(jù)設(shè)計儲氣罐，則在圖上表示出該儲氣罐所需的有效儲氣容積。圖1單位：h六、計算題1、如圖2所示，已知各管段的途泄流量及節(jié)點6的集中負荷（單位：Nm3/h）,請計算各管段的轉(zhuǎn)輸流量及計算流量。2、管線A為與調(diào)壓站相連的城市燃氣分配管道，該管段供氣區(qū)域的年用氣量為800000Nm3/a；管線B為一居民樓供氣，該樓居民共40戶，其中10戶只安裝了一臺雙眼灶,30戶分別安裝了一臺雙眼灶和一臺熱水器，請分別計算兩管段的小時計算流量。其中：月高峰系數(shù)Kmax=1.2，日高峰系數(shù)Kmax=1.1，小時高峰系數(shù)Kmax=2.5；1

11、23雙眼灶熱負荷23450kJ/h熱水器熱負荷25590kJ/h煤氣低熱值17074kJ/m3燃氣用具的同時工作系數(shù)見表1。表1不同設(shè)備類型的同時工作系數(shù)設(shè)備類型戶數(shù)10203040一個雙眼灶0.540.450.400.39一個雙眼灶和一個熱水器0.270.220.210.203、如圖3所示的區(qū)域燃氣管網(wǎng)，各管段長度如圖所示血）。人口密度為600人/公頃，每人每小時的燃氣用量為0.06Nm3，節(jié)點上有集中負荷Qs=100Nm3/h，請計算各管段的途泄流量。圖34、某0219X7的低壓燃氣鋼管，管道長度1000m，輸送燃氣流量200Nm3/h，燃氣密度0.788kg/Nm3，查燃氣管道水力計算圖

12、表，得到該管線單位管長的壓力降為0.2Pa/m（圖表顯示數(shù)據(jù)），管道起點壓力2000Pa，管道起終點高程差為50m（終點高于起點，計算中考慮附加壓頭），局部阻力損失按沿程阻力損失的10%計，請計算該管段的終點壓力。5、已知某城市人口50萬，標準狀況下燃氣低熱值取36000KJ/Nm3；氣化率為0.9，居民生活用氣定額為2500MJ/（人.年）；公共建筑設(shè)施標準：托兒所：150人/1000人，旅館：8床位/1000人，其中托兒所的用氣定額取2000MJ/（人.年），旅館的用氣定額取4000MJ/（人.年）；煉鋼的用氣定額為7000MJ/（噸.年），熔鋁的用氣定額為3200MJ/（噸.年），年產(chǎn)鋼

13、2萬噸，年產(chǎn)鋁1.5萬噸，計算整個城市的年用氣量。參考答案一、填空題1、燃燒速度指數(shù)（燃燒勢）反映了燃氣燃燒火焰所產(chǎn)生離焰、黃焰、回火和不完全燃燒的傾向性，是一項反映燃具燃燒穩(wěn)定狀況的綜合指標，能更全面地判斷燃氣的燃燒特性。2、調(diào)壓器按照用途分類可分為：區(qū)域調(diào)壓器、用戶調(diào)壓器和專用調(diào)壓器。3、液化石油氣有兩個來源，分別是油氣田和煉油廠，液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷。4、按燃氣的起源或其生產(chǎn)方式進行分類，大體上把燃氣劃分為天然氣和人工燃氣兩大類。液化石油氣和生物氣則由于氣源和輸配方式的特殊性,習慣上各另列一類。5、我國城市燃氣的分類指標是國際上廣泛采用的華白指數(shù)W和燃燒勢CP。6、某小區(qū)面積

14、151.8公頃，人口密度600人/公頃，氣化率為90%,每人每年的耗氣量123.9Nm3/人.年，則該小區(qū)居民年耗氣量為1.016X107Nm3/年。7、區(qū)域調(diào)壓站的最佳作用半徑600m,居民人口密度600人/公頃，每人每小時的計算流量0.06Nm3/人.h,則調(diào)壓站的最佳負荷為2592NiWh。8、某低壓燃氣管道的途泄流量為50m3/h，轉(zhuǎn)輸流量為80m3/h，則該管線計算流量為107.5m3/h。9、調(diào)壓站的作用半徑是指從調(diào)壓站到零點平均直線距離。10、某多層住宅，燃氣室內(nèi)立管終端標高17m,引入管始端標高-0.6m,燃氣密度0.71kg/Nm3,產(chǎn)生的附加壓頭為100.56Pa。11、某

15、管網(wǎng)系統(tǒng)有m個節(jié)點，則獨立的節(jié)點流量平衡方程共有m-1個。12、已知流入某節(jié)點的所有管段的途泄流量120Nm3/h，流出該節(jié)點的所有管段的途泄流量150Nm3/h，該節(jié)點存在集中負荷200NiWh，則該節(jié)點的節(jié)點流量333.5Nm3/h。13、燃氣管道的投資費用取決于管材費用和建設(shè)費用。14、月不均勻系數(shù)用來表示一年內(nèi)各月用氣的不均勻性，其計算式為該月平均日用氣量/全年平均日用氣量，影響居民生活及公共建筑用氣月不均勻性的主要因素是氣候因素。15、城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)按照管網(wǎng)壓力級制的不同組合形式分類，可分為一級管網(wǎng)、二級管網(wǎng)、三級管網(wǎng)及多級管網(wǎng)四種。16、在繪制燃氣管道水力計算圖表時，燃氣密度按1

16、kg/m3計算。17、按照天然氣的常規(guī)分類，一般可分為四種，分別為氣田氣、油田伴生氣、凝析氣田氣、生物氣。18、已知天然氣中各組分的容積成分，其中甲烷80%，乙烷16%，氮氣4%,則天然氣的相對密度為。（注：甲烷密度0.7174kg/Nm3，乙烷密度1.3553kg/Nm3，氮氣密度1.2504kg/Nm3，空氣密度1.293kg/Nm3）19、在進行城市燃氣管網(wǎng)設(shè)計時，年用氣量是確定氣源、管網(wǎng)和設(shè)備通過能力的依據(jù)。二、判斷題XVVXXVXXXVVXXXXXXVVXVVXXVV三、不定項選擇題ABCABCABABCDABABBCDABCABCABCD四、簡答題1、答：（1）計算壓力降的大小和壓

17、降利用程度；（2）流量的變化情況；（3）調(diào)壓器出口壓力調(diào)節(jié)方法。2、答：地下儲氣；低溫液態(tài)儲存；高壓管束儲氣及長輸干管末端儲氣；用儲氣罐儲氣等。儲氣罐儲氣采用最多。3、答：（1）解決氣源供氣的均勻性與用戶用氣不均勻性之間的矛盾；（2）混合不同組分的燃氣，使燃氣的性質(zhì)、成份、熱值均勻、穩(wěn)定；（3）儲備燃氣，當制氣裝置發(fā)生暫時故障時，保證一定程度的供氣；（4）合理確定儲氣設(shè)施在供氣系統(tǒng)的位置，使輸配管網(wǎng)的供氣點分布合理，從而改善管網(wǎng)的運行工況，優(yōu)化輸配管網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟指標。4、答：在人工計算中，平差計算是逐次進行流量校正，使環(huán)網(wǎng)閉合差漸趨工程允許的誤差范圍的過程。5、答：枝狀管網(wǎng)的水力計算特點：管段

18、數(shù)等于節(jié)點數(shù)減1；氣源至各節(jié)點一個固定流向；送至某一管線的燃氣只能由一條管線供氣，流量分配方案唯一；任一管段流量等于該管段以后所有節(jié)點流量之和（順氣流方向），管段流量唯一；改變某一管段管徑，不影響管段流量分配只導(dǎo)致管道終點壓力的改變；各管段有直徑與壓力降兩個未知數(shù)。環(huán)狀管網(wǎng)的水力計算特點：管段數(shù)=節(jié)點數(shù)+環(huán)數(shù)-1；某一管段同時可由1條或幾條管道供氣，并有許多不同的分配方案；若改變環(huán)網(wǎng)某一管段的管徑，就會引起管網(wǎng)流量的重新分配并改變各節(jié)點的壓力值，因而環(huán)狀管網(wǎng)水力計算則有直徑、壓力降和計算流量三個未知量。6、答：管網(wǎng)采用不同的壓力級制比較經(jīng)濟；各類用戶所需要的燃氣壓力不同；消防安全要求。7、答：

19、當出口處的用氣量增加或進口壓力降低時，燃氣出口壓力下降，造成薄膜上下壓力不平衡，此時薄膜下降，閥門開大，燃氣流量增加，使壓力恢復(fù)平衡狀態(tài)；反之，當出口處用氣量減少或入口壓力增大時，燃氣出口壓力升高，此時薄膜上升，使閥門關(guān)小，燃氣流量減少，又逐漸使出口壓力恢復(fù)原來狀態(tài)。8、答：備用調(diào)壓器和工作調(diào)壓器串聯(lián)使用，使備用調(diào)壓器的出口壓力大于工作調(diào)壓器的出口壓力，正常運行時，備用調(diào)壓器處于全開狀態(tài)。當工作調(diào)壓器發(fā)生故障，出口壓力上升到備用調(diào)壓器的出口壓力時，備用調(diào)壓器投入使用。9、答：氣源情況：種類及性質(zhì)、供氣量和供應(yīng)壓力、氣源的發(fā)展或更換氣源的規(guī)劃；城市規(guī)模、遠景規(guī)劃情況、街區(qū)和道路的現(xiàn)狀和規(guī)劃、建筑

20、特點、人口密度、用戶的分布情況；原有的城市燃氣供應(yīng)設(shè)施情況；對不同類型用戶的供氣方針、氣化率及不同類型用戶對燃氣壓力的要求；用氣的工業(yè)企業(yè)的數(shù)量和特點；儲氣設(shè)備的類型。10、答：由于燃氣和空氣的密度不同，當管段始、末端存在標高差時，在燃氣管道中將產(chǎn)生附加壓頭；計算公式：Ap二g(p_p)hag11、答：在人工計算中，平差計算是逐次進行流量校正，使環(huán)網(wǎng)閉合差漸趨工程允許的誤差范圍的過程。五、作圖分析題直線表示供氣量累計值曲線，曲線表示用氣量累計值曲線。如圖所示兩條平行線之間的縱坐標方向的距離即為所需的有效儲氣容積六、計算題1、解：Qi二80,Q2二100,Q二0.55x80+100二144TOC

21、 o 1-5 h z3-63636Qi二130,Q2二0,Q二0.55x130二71.5543636Q1二60,Q2二100+80二180,Q二0.55x60+180二213323232Q1二110,Q2二130,Q二0.55x110+130二190.55252522、解：QA365x24KmaxKmaxKmax123Ex12x11x25=3014Nm3/h雙眼灶熱負荷：23450kJ/h=1.37Nm3/h熱水器熱負荷：25590kJ/h=1.50Nm3/hQ=K工KQN=0.54x1.37x10+0.21x(1.37+1.50)x30=25.5Nms/hBt0n3、解：(1)計算各小區(qū)的燃

22、氣用量；Q=(300+500)X300X600X0.06/104=864Nm3/hAQ=400X300X600X0.06/104=432Nm3/hBQ=500X400X600X0.06/104=720Nm3/hC(2)計算各管線單位長度途泄流量；q=Q/(L+L+L)=864/1100=0.79Nm3/(h.m)TOC o 1-5 h zAA1-22-44-6q=Q/(L+L+L)=432/1100=0.39Nm3/(h.m)BB2-32-44-5q=Q/(L+L)=720/900=0.8Nm3/(h.m)CC4-54-6(3)計算各管段途泄流量；4、Q1=1-2Q1=2-3Q1=2-4Q1=

23、4-5Q1=4-6解：qL=0.79X300=237Nm3/hA1-2qL=0.39X400=156Nm3/hB2-3(q+q)L=(0.79+0.39)X300=354Nm3/hAB2-4(q+q)L=(0.8+0.39)X400=476Nm3/hCB4-5(q+q)L=(0.79+0.8)X500=795Nm3/hAC4-6P2P212-L丿P0=1=3.1(kPa)2/mP2P212-L=3.1x0.7=2.17(kPa)2/m丿P0=0.71502P2cZ-200=2.17P2=126.5KPaAP=g6pH=5.8KPaagP=126.5+5.8=132.3KPa5、解：居民年用氣量

24、Q1NkqHl50 x10000 x0.9x2500 x100036000=312500003/a)公共建筑年用氣量：MNq二5X10000X150X2000X1000=4166667心3/a)工業(yè)：Q4總用氣量：托兒所：Q二TT2HlMNq方氏館：Q-3Hl1000X50X10000X27210X0.2=12.597x1073/a)1000X36000二5X10000X8X4000X1000二4444441000 x360003/a)36000X0.63/a)Q=Q+Q+Q+Q=1.618x1081234永磁交流伺服電機位置反饋傳感器檢測相位與電機磁極相位的對齊方式2008-11-07來源：

25、internet瀏覽：504主流的伺服電機位置反饋元件包括增量式編碼器，絕對式編碼器，正余弦編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器等。為支持永磁交流伺服驅(qū)動的矢量控制，這些位置反饋元件就必須能夠為伺服驅(qū)動器提供永磁交流伺服電機的永磁體磁極相位，或曰電機電角度信息，為此當位置反饋元件與電機完成定位安裝時，就有必要調(diào)整好位置反饋元件的角度檢測相位與電機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的傳感器檢測相位與電機電角度相位的對齊方式。增量式編碼器的相位對齊方式在此討論中

26、，增量式編碼器的輸出信號為方波信號，又可以分為帶換相信號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A和B，以及零位信號Z帶換相信號的增量式編碼器除具備ABZ輸出信號外，還具備互差120度的電子換相信號UVW,UVW各自的每轉(zhuǎn)周期數(shù)與電機轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)一致。帶換相信號的增量式編碼器的UVW電子換相信號的相位與轉(zhuǎn)子磁極相位，或曰電角度相位之間的對齊方法如下：用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2用示波器觀察編碼器的U相信號和Z信號；調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器U相信號跳

27、變沿，和Z信號，直到Z信號穩(wěn)定在高電平上（在此默認Z信號的常態(tài)為低電平），鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，Z信號都能穩(wěn)定在高電平上，則對齊有效。撤掉直流電源后，驗證如下：用示波器觀察編碼器的U相信號和電機的UV線反電勢波形；轉(zhuǎn)動電機軸，編碼器的U相信號上升沿與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合，編碼器的Z信號也出現(xiàn)在這個過零點上。上述驗證方法，也可以用作對齊方法。需要注意的是，此時增量式編碼器的U相信號的相位零點即與電機UV線反電勢的相位零點對齊，由于電機的U相反電勢，與UV線反電勢之間相差30度，因而這樣對齊后，增量式編碼器

28、的U相信號的相位零點與電機U相反電勢的-30度相位點對齊，而電機電角度相位與U相反電勢波形的相位一致，所以此時增量式編碼器的U相信號的相位零點與電機電角度相位的-30度點對齊。有些伺服企業(yè)習慣于將編碼器的U相信號零點與電機電角度的零點直接對齊，為達到此目的，可以：用3個阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個電阻分別接入電機的UVW三相繞組引線；以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點，就可以近似得到電機的U相反電勢波形；3依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置，或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置；4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的U相信號上升沿和電機U相反電勢波形由低到高的過零

29、點，最終使上升沿和過零點重合，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系，完成對齊。由于普通增量式編碼器不具備UVW相位信息，而Z信號也只能反映一圈內(nèi)的一個點位，不具備直接的相位對齊潛力，因而不作為本討論的話題。絕對式編碼器的相位對齊方式絕對式編碼器的相位對齊對于單圈和多圈而言，差別不大，其實都是在一圈內(nèi)對齊編碼器的檢測相位與電機電角度的相位。早期的絕對式編碼器會以單獨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)，也可以實現(xiàn)編碼器和電機的相位對齊，方法如下：用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2用示波器觀察絕對編碼器的最高計數(shù)位電平

30、信號；調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；一邊調(diào)整，一邊觀察最高計數(shù)位信號的跳變沿，直到跳變沿準確出現(xiàn)在電機軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，跳變沿都能準確復(fù)現(xiàn)，則對齊有效。這類絕對式編碼器目前已經(jīng)被采用EnDAT,BiSS,Hyperface等串行協(xié)議，以及日系專用串行協(xié)議的新型絕對式編碼器廣泛取代，因而最高位信號就不符存在了，此時對齊編碼器和電機相位的方法也有所變化，其中一種非常實用的方法是利用編碼器內(nèi)部的EEPROM,存儲編碼器隨機安裝在電機軸上后實測的相位，具體方法如下：1將編碼器隨機安裝在電機上，即固結(jié)編碼器

31、轉(zhuǎn)軸與電機軸，以及編碼器外殼與電機外殼；用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；用伺服驅(qū)動器讀取絕對編碼器的單圈位置值，并存入編碼器內(nèi)部記錄電機電角度初始相位的EEPROM中；對齊過程結(jié)束。由于此時電機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中的位置檢測值就對應(yīng)電機電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動器將任意時刻的單圈位置檢測數(shù)據(jù)與這個存儲值做差，并根據(jù)電機極對數(shù)進行必要的換算，再加上-30度，就可以得到該時刻的電機電角度相位。這種對齊方式需要編碼器和伺服驅(qū)動器的支持和配合方能實現(xiàn)，日系伺服的編碼器相位之所以不便于

32、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齊方式的功能界面和操作方法。這種對齊方法的一大好處是，只需向電機繞組提供確定相序和方向的轉(zhuǎn)子定向電流，無需調(diào)整編碼器和電機軸之間的角度關(guān)系，因而編碼器可以以任意初始角度直接安裝在電機上，且無需精細，甚至簡單的調(diào)整過程，操作簡單，工藝性好。如果絕對式編碼器既沒有可供使用的EEPROM，又沒有可供檢測的最高計數(shù)位引腳，則對齊方法會相對復(fù)雜。如果驅(qū)動器支持單圈絕對位置信息的讀出和顯示，則可以考慮：用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2利用伺服驅(qū)動器讀取并顯示絕對編碼器的單圈位置值；調(diào)整編碼

33、器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；4經(jīng)過上述調(diào)整，使顯示的單圈絕對位置值充分接近根據(jù)電機的極對數(shù)折算出來的電機-30度電角度所應(yīng)對應(yīng)的單圈絕對位置點，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，上述折算位置點都能準確復(fù)現(xiàn)，則對齊有效。如果用戶連絕對值信息都無法獲得，那么就只能借助原廠的專用工裝，一邊檢測絕對位置檢測值，一邊檢測電機電角度相位，利用工裝，調(diào)整編碼器和電機的相對角位置關(guān)系，將編碼器相位與電機電角度相位相互對齊，然后再鎖定。這樣一來，用戶就更加無從自行解決編碼器的相位對齊問題了。個人推薦采用在EEPROM中存儲初始安裝位置的方法，簡單，實用，適

34、應(yīng)性好，便于向用戶開放，以便用戶自行安裝編碼器，并完成電機電角度的相位整定。正余弦編碼器的相位對齊方式普通的正余弦編碼器具備一對正交的sin，cos1Vp-p信號，相當于方波信號的增量式編碼器的AB正交信號，每圈會重復(fù)許許多多個信號周期，比如2048等；以及一個窄幅的對稱三角波Index信號，相當于增量式編碼器的Z信號，一圈一般出現(xiàn)一個；這種正余弦編碼器實質(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信號外，還具備一對一圈只出現(xiàn)一個信號周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信號，如果以C信號為sin，則D信號為cos，通過sin、cos信號的高倍率細分技術(shù)，不僅

35、可以使正余弦編碼器獲得比原始信號周期更為細密的名義檢測分辨率，比如2048線的正余弦編碼器經(jīng)2048細分后，就可以達到每轉(zhuǎn)400多萬線的名義檢測分辨率，當前很多歐美伺服廠家都提供這類高分辨率的伺服系統(tǒng)，而國內(nèi)廠家尚不多見；此外帶C、D信號的正余弦編碼器的C、D信號經(jīng)過細分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對位置信息，比如每轉(zhuǎn)2048個絕對位置，因此帶C、D信號的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈絕對編碼器。采用這種編碼器的伺服電機的初始電角度相位對齊方式如下：用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2用示波器觀察正余弦編碼器的C信號波形；調(diào)整編

36、碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察C信號波形，直到由低到高的過零點準確出現(xiàn)在電機軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，過零點都能準確復(fù)現(xiàn)，則對齊有效。撤掉直流電源后，驗證如下：1用示波器觀察編碼器的C相信號和電機的UV線反電勢波形；轉(zhuǎn)動電機軸，編碼器的C相信號由低到高的過零點與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。這種驗證方法，也可以用作對齊方法。此時C信號的過零點與電機電角度相位的-30度點對齊。如果想直接和電機電角度的0度點對齊，可以考慮：用3個阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個電阻分別

37、接入電機的UVW三相繞組引線；以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點，就可以近似得到電機的U相反電勢波形；調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置;一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的C相信號由低到高的過零點和電機U相反電勢波形由低到高的過零點，最終使2個過零點重合，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系，完成對齊。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信號也只能反映一圈內(nèi)的一個點位，不具備直接的相位對齊潛力，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)動器能夠為用戶提供從C、D中獲取的單圈絕對位置信息，則可以考慮：用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，

38、將電機軸定向至一個平衡位置；2利用伺服驅(qū)動器讀取并顯示從C、D信號中獲取的單圈絕對位置信息；調(diào)整旋變軸與電機軸的相對位置；經(jīng)過上述調(diào)整，使顯示的絕對位置值充分接近根據(jù)電機的極對數(shù)折算出來的電機-30度電角度所應(yīng)對應(yīng)的絕對位置點，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，上述折算絕對位置點都能準確復(fù)現(xiàn)，則對齊有效。此后可以在撤掉直流電源后，得到與前面基本相同的對齊驗證效果：1用示波器觀察正余弦編碼器的C相信號和電機的UV線反電勢波形；轉(zhuǎn)動電機軸，驗證編碼器的C相信號由低到高的過零點與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。如果利用驅(qū)動器內(nèi)部的

39、EEPROM等非易失性存儲器，也可以存儲正余弦編碼器隨機安裝在電機軸上后實測的相位，具體方法如下：將正余弦隨機安裝在電機上，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸，以及編碼器外殼與電機外殼；用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；3用伺服驅(qū)動器讀取由C、D信號解析出來的單圈絕對位置值，并存入驅(qū)動器內(nèi)部記錄電機電角度初始安裝相位的EEPROM等非易失性存儲器中;對齊過程結(jié)束。由于此時電機軸已定向于電角度相位的-30度方向，因此存入的驅(qū)動器內(nèi)部EEPROM等非易失性存儲器中的位置檢測值就對應(yīng)電機電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動器將任意時刻由編碼器解析出來的

40、與電角度相關(guān)的單圈絕對位置值與這個存儲值做差，并根據(jù)電機極對數(shù)進行必要的換算，再加上-30度，就可以得到該時刻的電機電角度相位。這種對齊方式需要伺服驅(qū)動器的在國內(nèi)和操作上予以支持和配合方能實現(xiàn)，而且由于記錄電機電角度初始相位的EEPROM等非易失性存儲器位于伺服驅(qū)動器中，因此一旦對齊后，電機就和驅(qū)動器事實上綁定了，如果需要更換電機、正余弦編碼器、或者驅(qū)動器，都需要重新進行初始安裝相位的對齊操作，并重新綁定電機和驅(qū)動器的配套關(guān)系。旋轉(zhuǎn)變壓器的相位對齊方式旋轉(zhuǎn)變壓器簡稱旋變，是由經(jīng)過特殊電磁設(shè)計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

41、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，一對極（單速）的旋變可以視作一種單圈絕對式反饋系統(tǒng)，應(yīng)用也最為廣泛，因而在此僅以單速旋變?yōu)橛懻搶ο?，多速旋變與伺服電機配套，個人認為其極對數(shù)最好采用電機極對數(shù)的約數(shù)，一便于電機度的對應(yīng)和極對數(shù)分解。旋變的信號引線一般為6根，分為3組，分別對應(yīng)一個激勵線圈，和2個正交的感應(yīng)線圈，激勵線圈接受輸入的正弦型激勵信號，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)出來具有SIN和COS包絡(luò)的檢測信號。旋變SIN和COS輸出信號是根據(jù)轉(zhuǎn)定子之間的角度對激勵正弦信號的調(diào)制結(jié)果，如果激勵信號是sinwt，轉(zhuǎn)定子之間的角度為8，則SIN信號為s

42、inwtXsin0，則COS信號為sin3tXcose，根據(jù)SIN，COS信號和原始的激勵信號，通過必要的檢測電路，就可以獲得較高分辨率的位置檢測結(jié)果，目前商用旋變系統(tǒng)的檢測分辨率可以達到每圈2的12次方，即4096，而科學研究和航空航天系統(tǒng)甚至可以達到2的20次方以上，不過體積和成本也都非常可觀。商用旋變與伺服電機電角度相位的對齊方法如下：用一個直流電源給電機的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線圈的信號引線輸出；依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整電機軸上的旋變轉(zhuǎn)子與電機軸的相對位置，或者旋變定子與電機外殼的相對位置；一邊調(diào)整，一邊觀察旋變SIN信號的包絡(luò)，一

43、直調(diào)整到信號包絡(luò)的幅值完全歸零，鎖定旋變；來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時，信號包絡(luò)的幅值過零點都能準確復(fù)現(xiàn)，則對齊有效。撤掉直流電源，進行對齊驗證：用示波器觀察旋變的SIN信號和電機的UV線反電勢波形；轉(zhuǎn)動電機軸，驗證旋變的SIN信號包絡(luò)過零點與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。這個驗證方法，也可以用作對齊方法。此時SIN信號包絡(luò)的過零點與電機電角度相位的-30度點對齊。如果想直接和電機電角度的0度點對齊，可以考慮：用3個阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個電阻分別接入電機的UVW三相繞組引線；以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點，就可以近似得到

44、電機的U相反電勢波形；3依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置，或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察旋變的SIN信號包絡(luò)的過零點和電機U相反電勢波形由低到高的過零點，最終使這2個過零點重合，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系，完成對齊。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)信號中的正半周和負半周。由于SIN信號是以轉(zhuǎn)定子之間的角度為e的sine值對激勵信號的調(diào)制結(jié)果，因而與sine的正半周對應(yīng)的SIN信號包絡(luò)中，被調(diào)制的激勵信號與原始激勵信號同相，而與sine的負半周對應(yīng)的SIN信號包絡(luò)中，被調(diào)制的激勵信號與原始激勵信號反相，據(jù)此可以區(qū)別和判斷旋變輸出的SIN包絡(luò)信號波形中的正半周和負半周。對齊時，需要取sin0由負半周向正半周過渡點對應(yīng)的SIN包絡(luò)信號的過零點，如果取反了，或者未加準確判斷的話，對齊后的電角度有可能錯