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《聯(lián)系人;歐先生》
在工業(yè)4.0時代,國家重點提升改造制造業(yè)和發(fā)展高端智能裝備。伺服控制系統(tǒng)在自動化和高端智能裝備中作為直接執(zhí)行者,起著舉足輕重的作用。永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSM)以其高效率、高氣隙磁密度、高功率因素、結(jié)構(gòu)緊湊簡單、線性響應(yīng)等優(yōu)點,已在數(shù)控機床、機器人、載人飛船、變頻空調(diào)等場合得到廣泛應(yīng)用[1]。在伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)中,能否準確獲取伺服電機零位和編碼器零位的相位關(guān)系,關(guān)系伺服電機能否正常啟動,錯誤的相位關(guān)系將使PMSM啟動失敗,使轉(zhuǎn)子會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)、抖動等不良現(xiàn)象[2]。
為了準確獲取伺服電機零位和編碼器零位之間的相位關(guān)系,劉劍文歸納了各種編碼器不同的相位對齊方法,這些方法以手動對齊為主,對齊基本步驟為[3]:
(1)向電機任意兩相直接通入直流電,使電機轉(zhuǎn)子鎖定在固定位置,根據(jù)通電相序和方向即可確定電機轉(zhuǎn)子被鎖定位置的電角度。例如,直流電由電機的a相繞組進,b相繞組出,則電機轉(zhuǎn)子鎖定在電角度等于-30°的位置。
(2)人工一邊手動調(diào)節(jié)編碼器與電機轉(zhuǎn)子的相對位置,一邊通過調(diào)試工具,如示波器、可以顯示編碼器反饋數(shù)據(jù)的設(shè)備,觀察編碼器零位標(biāo)志,當(dāng)零位標(biāo)志出現(xiàn)在調(diào)試工具上時,將編碼器轉(zhuǎn)軸固定在電機轉(zhuǎn)子上,完成相位對齊。
這種人工找尋和校準零位十分費力,而且影響相應(yīng)編碼器零位校準精度的一致性。于是,出現(xiàn)了各種針對不同編碼器設(shè)計的調(diào)零裝置。王新社等針對帶有UVW霍爾信號的增量式編碼器設(shè)計專用的相位對齊伺服驅(qū)動器,使用多個選擇開關(guān)控制相位對齊步驟,使用多個LED顯示信號狀態(tài),即可任意調(diào)整編碼器相位與轉(zhuǎn)子磁極相位對應(yīng)位置,又能拖動電機運行,操作較簡單,提高了生產(chǎn)效率和相位精度,但在零位校準前驗證編碼器的各個信號是否正確,也沒有對零位校正結(jié)果進行驗證[4]。張靜波等設(shè)計了支持增量式和絕對式編碼器的專用調(diào)零儀,界面友好,參數(shù)可設(shè)置,但在零位校準前沒有驗證編碼器的各個信號是否正確,也沒有對零位校準結(jié)果進行驗證[5]。因此,現(xiàn)有的調(diào)零裝置依然有改進之處,本文主要完善絕對式編碼器電機零位與編碼器零位的相位補償方法。
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