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干货 | 浅析伺服系统应用中的编码器调试问题

时间:2020-03-10 10:41

 

交流伺服历经15年的不断进步,产品性能和稳定性国内持续领先,成为市场上广受好评的伺服品牌。随着伺服应用的扩大,在不同应用场合中,客户希望伺服驱动器能与不同的伺服电机匹配。而LD5系列伺服驱动器通用性就非常强大,不仅可支持品牌伺服电机,同时支持直流无刷、空心杯、其他品牌交流伺服电机等多种电机形式。这些电机中若具备电子铭牌功能,在应用中就可以直接使用,不需要需要调整编码器;如交流伺服电机具有电子铭牌功能,能自动识别电机型号,参数并对应匹配参数就能发挥伺服优异性能。若不具备电子铭牌功能的电机,则需要调整编码器和电角度。那么,这类伺服电机如何选择及调整编码器以适配高低压交流伺服驱动呢?

下面我们以LD5系列伺服为例,通过编码器原理、霍尔应用原理、调整步骤三个方面进行解读:

 

一、编码器原理

图1-1

光电码盘安装在电机轴上,其上有环形通、暗的刻线。通过LED发射光源,多组光耦器件矩阵排列提升信号稳定性,并通过接受光源的强弱,内部进行比较输出A、B两路信号。A、B信号相差90度相位差。另外每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

 

为增加编码器信号长线传输的稳定性,A、B、Z信号输出时经差分输出以增加信号稳定性。

 

二、伺服电机中霍尔应用原理

同时,通过定子和转子磁场之间的相互吸引和排斥,力矩便可自由地得到控制。对于转子旋转的任意角度,定子都存在着一个最优化的磁场方向,能产生最大的力矩。很显然如果定子产生的磁场方向正交于转子的磁场方向,这个位置就是产生最大力矩的位置。

 

1、 交流伺服电机的霍尔信号应用原理

位置, 给出初始电流使定子形成一个与在该区间转子磁场垂直的磁场以驱动转子运转,当转子带动编码器运转使之输出第一个霍尔上升下降沿(U、V、W中任一个发生高低电平变化)时,驱动器立即根据该转子位置变换电流使定子形成与转子磁场垂直的磁场,此后便根据A、B信号判断转子的位置输出电流,确保定子的磁场始终与转子磁场垂直。为减少A、B信号的累计误差,每次遇到Z信号时便对A、B信号进行校正,以减少误差累计。

 

第一:判断转子位置

,编码器读数头获得的霍尔U、V、W信号将转子位置划分为6个区域,霍尔信号如下表