伺服電機(jī)維修實(shí)例講解

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)，從而獲得的出力效果，即“類直流特性”，這種控制方法也被稱為磁場(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？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
上述兩種轉(zhuǎn)子定向方法對(duì)應(yīng)的繞組相反電勢(shì)波形和線反電勢(shì)，以及電角度的關(guān)系如下圖所示，棕色線為a軸或α軸與d軸對(duì)齊，即直接對(duì)齊到電角度0點(diǎn)，紫色線為a軸或α軸對(duì)齊到與d差（負(fù)）30度的電角度位置，即對(duì)齊到-30度電角度點(diǎn)：
d、q軸矢量與a、b、c軸或α、β軸之間的角度的關(guān)系如下圖所示，棕色線d軸與a軸或α軸對(duì)齊，即直接對(duì)齊到電角度0點(diǎn)，紫色線為d‘軸與a軸或α軸相差30度，即對(duì)齊到-30度電角度點(diǎn)：
主流的伺服電機(jī)位置反饋元件包括增量式編碼器，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，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。